Aurinkoenergiaa talteen perhosen siivellä
24.6.2020 07:30:00 EEST | Oulun yliopisto | Tiedote

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 19 000.
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
Kahdeksan vuotta 6G-tutkimusta Oulun yliopistossa huipentuu: 6G Summit nostaa esiin 6G:n tulevaisuuden28.10.2026 06:54:00 EET | Tiedote
Oulun yliopiston 6G Flagship -tutkimusohjelma on julkaissut 6G Waves -lehden kahdennentoista ja samalla viimeisen numeron. Lehtiin on dokumentoitu, kuinka seuraavan sukupolven langattoman viestinnän tutkimus on edennyt visiosta käytännön toteutuksiin. Lehti julkistettiin ja tutkimusohjelman keskeiset saavutukset esitellään tänään Helsingissä Finlandia-talossa järjestettävässä 6G Summit -tapahtumassa.
Oulun yliopisto rakentaa ennakoivaa 6G-verkkoa yhdessä Nokian, NVIDIA:n, DNA:n, Keysightin ja MediaTekin kanssa26.10.2026 06:54:00 EET | Tiedote
Oulun yliopisto käynnistää kansainvälisen 6G-ROCKET-hankkeen, jossa kehitetään yhteyskatkokset ennakoivaa mobiiliverkkoa. Business Finlandin rahoittamassa hankkeessa ovat mukana alan keskeisistä yrityksistä Nokia, NVIDIA, DNA, Keysight ja MediaTek sekä tutkimuskumppaneina Bostonin Massachusettsin Northeastern University ja Tokion yliopisto. Hanke on osa Business Finlandin 6G Bridge -ohjelmaa.
Yliopiston yleisötilaisuudet Oulun keskustassa alkavat21.10.2026 09:03:10 EEST | Tiedote
Oulun yliopiston uudessa oppimis- ja kohtaamistilassa Ytimessä (Isokatu 32) järjestetään muun muassa luentoja ja keskusteluja, jotka ovat avoimia kaikille. Tervetuloa tilaisuuksiin!
Lapin sodan jäljet näkyvät yhä ihmisten elämässä21.10.2026 06:52:00 EEST | Tiedote
Lapin sodan päättymisestä on kulunut yli 80 vuotta, mutta sen vaikutukset näkyvät edelleen ihmisten elämässä. Oulun yliopiston tutkimus osoittaa, että sodan seuraukset eivät rajoitu sotavuosiin, vaan ne ovat siirtyneet sukupolvelta toiselle muistoina, kertomuksina ja kokemuksina. Paljosta vaiettiin.
Pikisaaren Art of Darkness -polulla kulkija voi valita itselleen sopivan valaistuksen tai pimeyden – Tutkimushanke pilotoi uutta valaistuskonseptia20.10.2026 13:30:00 EEST | Tiedote
Pikisaaren rantapolulle valmistunut valaistuspilotointi on osa Oulun yliopiston koordinoimaa kansainvälistä tutkimushanketta, jossa etsitään tapoja kehittää kulttuuriperintökohteiden pimeän ajan käyttöä ja elämyksellisyyttä hienovaraisen ja ympäristöönsä sovitetun valaistuksen avulla. Alueella liikkuvat voivat lokakuun aikana osallistua vuorovaikutteisen polkukonseptin viimeistelyyn vastaamalla käyttäjäkyselyyn.
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


