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
Oulun yliopistoon 18 356 hakijaa kevään toisessa yhteishaussa28.3.2024 11:51:02 EET | Tiedote
Oulun yliopistoon haki kevään toisessa yhteishaussa 18 356 hakijaa. Keskiviikkona 27.3. päättyneessä haussa Oulun yliopiston suomenkielisissä koulutusohjelmissa on tarjolla yhteensä 2 448 opiskelupaikkaa. Hakijoiden määrä kasvoi hieman edellisvuodesta. Ensisijaisesti Oulun yliopistoon haki 5 653 henkilöä.
Neurokehitykselliset häiriöt yleisiä kodin ulkopuolelle sijoitetuilla lapsilla – perheiden köyhyys yhteydessä sijoituksiin26.3.2024 05:55:00 EET | Tiedote
Lähes joka viides neurokehityksellisen häiriön omaava lapsi päätyy sijoitetuksi kodin ulkopuolelle ennen 18 vuoden ikää, selviää Oulun yliopiston tutkimuksesta. ADHD-diagnoosin saaneet lapset ovat tutkimuksen mukaan yliedustettuina kodin ulkopuolelle sijoitettujen joukossa.
Psykoosisairaudet yhteydessä suuriin tuottavuuskustannuksiin – eroja skitsofrenian ja muiden psykoosien välillä25.3.2024 05:56:00 EET | Tiedote
Skitsofrenian ja muiden psykoosisairauksien välillä on eroja tuottavuuskustannuksissa. Oulun yliopiston tutkimuksessa selvitettiin eri psykoosisairauksiin liittyvää alentuneen työkyvyn ja tuottavuuden laskun rahallista arvoa.
Oulun yliopisto sai Karvilta laatuleiman ja erinomaisen arvion vaikuttavuudestaan alueellisesti22.3.2024 15:17:43 EET | Tiedote
Oulun yliopisto läpäisi Kansallisen koulutuksen arviointikeskuksen (Karvi) toteuttaman auditoinnin. Laatuleima on voimassa kuusi vuotta. Oulun yliopisto sai auditointiryhmältä erityiskiitosta keskeisestä roolista ja vakiintuneesta asemasta alueellisesti. Oulun yliopistolla on keskeinen asema tiedon luomisen, innovaatiotoiminnan ja osaamisen kehittymisen alueellisessa verkostossa.
Ilmastonmuutos ja metsien talouskäyttö voivat heikentää mustikan marjan mikrobeja – eroja pohjoisen ja etelän mustikoissa21.3.2024 05:53:00 EET | Tiedote
Uuden tutkimuksen mukaan mustikan marjan symbioottisten mikrobien monimuotoisuus vaihtelee Etelä- ja Pohjois-Suomen mustikoissa. Mikrobit ovat elintärkeitä kaikille elämänmuodoille.
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