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
Perhetaustalla vahva yhteys yritysjohtajien talousrikoksiin7.1.2026 07:48:00 EET | Tiedote
Yrityksen ylimmän johdon taipumus talousrikoksiin on vahvasti yhteydessä vanhempien, puolison sekä nuoruusajan kasvuympäristön talousrikostaustaan, osoittaa Oulun yliopistossa tehty laajoihin rekisteriaineistoihin perustuva tutkimus.
Pallaksen Matorovansuon soiden ennallistamisalue UNESCO-verkostoon – Vesitutkimus ja luontopohjaiset ilmastoratkaisut nousevat kansainväliseksi ennallistamisen malliksi7.1.2026 06:34:00 EET | Tiedote
Unesco on nimennyt Pallas-Yllästunturin kansallispuiston tuntumassa olevan Matorovansuon tutkimusalueen kansainväliseen Ecohydrology Demonstration Site -verkostoon. Valinta nostaa suomalaisen vesi-, suo- ja ilmastotutkimuksen johtavaksi esimerkiksi ratkaisukeskeisestä tutkimuksesta, jolla etsitään keinoja ympäristön ja yhteiskunnallisiin haasteisiin.
Syksyn englanninkielisiin tutkinto-ohjelmiin haetaan 21.1. mennessä5.1.2026 05:55:00 EET | Tiedote
Oulun yliopistolla on yli 25 kansainvälistä englanninkielistä tutkinto-ohjelmaa kevään 2026 ensimmäisessä yhteishaussa, joka alkaa 7.1. Näistä neljä valmistaa kandidaatin ja maisterin tutkintoon ja loput ovat kaksivuotisia maisteriohjelmia. Aloituspaikkoja on kaikkiaan 825.
Uudessa Lihavuustutkijat-podcastissa keskustellaan paljon muustakin kuin painosta4.1.2026 06:45:00 EET | Tiedote
Lihavuus, sen hoitomuodot ja aiheeseen liittyvä keskustelukulttuuri ovat olleet viime vuosina vahvasti esillä julkisuudessa. Vaikka kiinnostus on suurta, keskustelu voi helposti painottua kielteisiin näkökulmiin ja väärinkäsityksiin. Tätä haluavat muuttaa tutkijatohtorit Juulia Lautaoja-Kivipelto (Oulun yliopisto) ja Johanna Matilainen (Helsingin yliopisto), jotka lanseeraavat uuden Lihavuustutkijat-podcastin.
Tutkijat: Suomen vesihuolto putkirempan edessä – putkien pettäessä esiin nousevat korjausvelka, turvallisuus ja kuntatalous29.12.2025 06:35:00 EET | Tiedote
Päivitetty vesihuoltolaki astuu voimaan 1.1.2026, ja Oulun yliopiston asiantuntijat ovat haastateltavissa. Suomalainen hanavesi on yhä huippua, mutta vesihuolto ei ole itsestäänselvyys. Heikot kohdat astuvat valokeilaan, kun 1960–1970‑luvuilla rakennetut, yli 50 vuotta vanhat putkistot ja laitokset kaipaavat remonttia. Vesi- ja jätevesimaksuihin kohdistuu lähivuosina nousupaineita korjausvelan, ilmastonmuutoksen ja huoltovarmuuden turvaamisen takia.
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