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 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
”Kolmen vuoden tohtorit” etenevät kohti tutkintojaan18.2.2026 05:54:00 EET | Tiedote
Digitaaliset vedet -tohtorikoulutuspilottiin palkatut väitöskirjatutkijat ovat julkaisseet ensimmäisiä tutkimusartikkeleitaan. Artikkelien valmistuminen osoittaa, että opiskelu tohtoriksi kolmessa vuodessa on mahdollista. Onnistumisen taustalla ovat asiantunteva ohjaus, tutkijayhteisön tuki ja yhteistyö yliopiston ulkopuolisten toimijoiden kanssa.
Vanhemman huoli on hälytysmerkki: Tunnistaa lapsen äkillisen vakavan sairauden yli 90 prosentissa tapauksista18.2.2026 03:45:00 EET | Tiedote
Vanhemman intuitio lapsen voinnista on merkittävä lääketieteellinen mittari. Oulun yliopiston ja yliopistollisen sairaalan uusi tutkimus osoittaa, että edes kattavat digitaaliset oirekyselyt eivät välttämättä paranna arviota, jos vanhemman perushuoli sivuutetaan.
Oulun yliopistosta ennätysmäärä keksintöjä kaupalliseen putkeen: "Kuulostelemme jatkuvasti tutkijoiden ideoita ja piilevää keksinnöllisyyttä"13.2.2026 13:07:15 EET | Tiedote
Oulun yliopiston innovaatiokeskus vauhdittaa poikkeuksellisen aktiivisesti tutkimuksesta nousevien ideoiden kaupallistamista. Yhteistyösuhteiden vararehtori Petteri Alahuhdan mukaan korkealaatuinen tutkimus vaikuttaa aidosti tulevaisuuden talouskasvuun.
Koettu saavutettavuus vaikuttaa kaupunkilaisten luontokäyntien tiheyteen12.2.2026 07:43:00 EET | Tiedote
Viheralueiden koetulla saavutettavuudella on suuri vaikutus siihen, kuinka usein ihmiset viettävät aikaa kaupunkien luonnossa. Uuden tutkimuksen mukaan viheralueen hyvä saavutettavuus voi olla yhtä tärkeää kuin itse luontoalueen ominaisuudet, kun tarkastellaan luontokäyntien tiheyttä kaupungeissa ja niiden lähiympäristössä Suomessa.
Pohjois-Suomen syntymäkohortin 60-vuotiaat kutsutaan laajaan terveystutkimukseen12.2.2026 05:45:00 EET | Tiedote
Pohjois-Suomen vuoden 1966 syntymäkohorttiin kuuluvat osallistujat ovat saavuttamassa 60 vuoden iän. Heidät kutsutaan mukaan laajaan seurantatutkimukseen, jossa tarkastellaan kokonaisvaltaisesti terveyttä, hyvinvointia ja ikääntymisen varhaisia muutoksia. Tutkimus tarjoaa ainutlaatuisen näkymän terveyden kehitykseen koko elämänkaaren ajalta.
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