Aurinkoenergiaa talteen perhosen siivellä
Perhosten väri on yleensä seurausta siipien rakenteesta, kun erilaiset rakenteet taittavat luonnonvaloa eri tavalla. Toisaalta musta väri vangitsee auringonvaloa perhosen siipisuomuihin. Perhosten tiedetään jopa jäädyttyään sulattavan itsensä nopeasti muuntamalla auringonvaloa lämmöksi mustien siipisuomujen avulla. Tämän luonnollisen valon talteenottoprosessin innoittamina NANOMO:n tutkijat tarkastelivat erilaisten perhosten mustien siipisuomujen nanorakenteita ja määrittivät niiden valonsidontakyvyn piipohjaisiin aurinkokennoihin sijoitettuna.
Silmämääräisesti katsottuna samanlaiset tummat perhosen siipisuomut voivat lajista riippuen koostua erilaisista nanorakenteista. Ornithoptera priamus -perhosen siipisuomut koostuvat yhdensuuntaisista harjanteiden ympäröimistä V:n muotoisista urista, joita yhdistävät ohuet kerrokset. Kolmen muun lajin, Tirumala limniace, Graphium doson ja Papilio protenor cramer, suomurakenteet koostuvat pyöreistä harjanteista, joiden välissä on yhden, kahden tai kolmen reiän muodostama rivi. Vastaavasti valon heijastuminen mustista suomuista vaihtelee. Vähiten valoa, 1–5 prosenttia näkyvästä valosta, heijastaa Ornithoptera priamusin siipi.
Samanlaisia rakenteita voidaan käyttää estämään heijastuksia ja niistä aiheutuvia tehohäviöitä piipohjaisissa aurinkokennoissa. Tutkimuksen tietokonesimulaatiot osoittivat, että pinnasta tapahtuva takaisinsironta vähenee huomattavasti sijoittamalla perhosen siipiä imitoiva nanorakenne piistä valmistetun aurinkopaneelin pinnalle.
Eniten heijastusta vähensi Ornithoptera priamus -perhosen siipirakenne. Heijastus pieneni viiteen prosenttiin, kun taas pinnoittamaton piipaneeli heijastaa 35 prosenttia siihen osuvasta valosta. Tämän seurauksena kennosta saatava maksimivirta kasvoi 66 prosentilla. Tutkijat ovat myös kehittäneet tavan toteuttaa tällainen kenno käytännössä.
Nämä viimeisimmät tutkimustulokset ovat jatkoa NANOMO-tutkimusyksikön biomimiikkatutkimukselle. Yksikkö on tehnyt uraauurtavaa työtä fysiikan peruskäsitteiden soveltamisessa fotoniikkaan ja aurinkoenergian keräämiseen. Yksikkö sai hiljattain BusinessFinlandin TUTLI-rajoituksen bioniikkaan perustuvien pintarakenteiden laajentamiseksi teolliseen mittakaavaan. Uusin tutkimus julkaistaan kansainvälisessä Solar Energy-lehdessä 1.7.2020 ja tutkimusartikkeli on jo luettavissa verkossa.
Piipohjaisten aurinkokennojen markkinat ovat valtavat. Perhosen siivellä on mahdollista päästä pitkälle uusiutuvan energian tuotannossa.
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Associate Professor Wei Cao, Oulun yliopisto, NANOMO-tutkimusyksikkö, puh. 0400 897982, sähköposti: Wei.Cao@oulu.fi
Professori Marko Huttula, Oulun yliopisto, NANOMO-tutkimusyksikkö, puh. 0400 566 218, sähköposti: Marko.Huttula@oulu.fi
Viestintäasiantuntija Tiina Pistokoski, Oulun yliopisto, puh. 040 7161 387, sähköposti: Tiina.Pistokoski@oulu.fi
Kuvat
Linkit
Tietoja julkaisijasta
Oulun yliopisto on monitieteinen, kansainvälisesti toimiva tiedeyliopisto. Tuotamme uutta tietoa ja ratkaisuja kestävämmän tulevaisuuden rakentamiseksi sekä koulutamme osaajia muuttuvaan maailmaan. Tärkeimmissä yliopistovertailuissa Oulun yliopisto sijoittuu kolmen prosentin kärkeen maailman yliopistojen joukossa. Meitä yliopistolaisia on noin 17 000.
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Oulun yliopisto
Uusia mittausmenetelmiä metaanivuotojen seurantaan4.12.2025 07:49:00 EET | Tiedote
EU-rahoitteisen Aurora Interreg -hankkeen MEQALin tutkijat kehittävät uusia menetelmiä metaanipäästöjen havaitsemiseen ja määrän arviointiin erilaisissa kohteissa. Äskettäin he vierailivat Gasgridillä Suomessa nähdäkseen, miten olemassa olevaa teknologiaa käytetään päästöjen mittaamiseen käytännössä.
6G-testikeskuksen yritysasiakkaat tekevät monipuolisesti tuotteita puolustusteollisuuteen3.12.2025 07:07:00 EET | Tiedote
Oulun yliopiston 6G-testikeskus on ollut toiminnassa noin vuoden ja lähtenyt vauhdikkaasti liikkeelle, kuten tällaisessa maailmantilanteessa ja puolustusteollisuuteen kaksoiskäyttötuotteita tarjoavia yrityksiä markkinoille auttaessa pitääkin. Neljä kumppaniyritystä eli Scaleout, Wayren, Microamp ja Winse Power ovat kaikki olleet mukana testeissä DIANA Challenge -prosessin kautta. Suorana asiakkaana on ollut Tambest. Nämä viisi voidaan nyt tuoda julkisuuteen. Seuraavan vuoden asiakasyritysten valinta on jo käynnissä.
Sylki on lupaava vaihtoehto nenänielunäytteelle lasten hengitystieinfektioiden diagnostiikassa3.12.2025 06:45:00 EET | Tiedote
Uuden tutkimuksen mukaan sylkemällä annettu näyte voi toimia luotettavana vaihtoehtona perinteiselle nenänielusta otettavalle tikkunäytteelle lasten hengitystieinfektioiden diagnostiikassa. Useimmille lapsille sylkinäytteen antaminen on nenänielunäytettä myös huomattavasti miellyttävämpää.
Puolison kuolinsyyllä yhteys leskien kuolleisuuteen – avoliitossa ero korostuu1.12.2025 06:32:00 EET | Tiedote
Oulun yliopiston tutkijat ovat löytäneet merkittäviä eroja avo- ja avioliitosta leskeksi jääneiden kuolleisuudessa puolison kuolinsyyn perusteella. Kumppanin tapaturmainen kuolema lisää leskien kuolleisuusriskiä enemmän kuin sairausperäinen menetys. Etenkin avoliitossa eläneiden kuolleisuus kasvaa selvästi puolison menetyksen jälkeen.
Oulun yliopisto pyrkii markkinoille uudella makeutusaineella – etsii kumppaneita elintarviketeollisuudesta28.11.2025 05:56:00 EET | Tiedote
Oulun yliopisto valmistautuu tuomaan markkinoille uuden sukupolven makeutusaineen, Sweeprotin. Se on kasvipohjainen, proteiinimolekyyliin perustuva ja täysin kaloriton. Innovaatio on kehitetty vastaamaan elintarvike- ja juomateollisuuden tarpeisiin sekä kuluttajien kasvavaan kysyntään terveellisemmistä ja kestävämmistä vaihtoehdoista.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme