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
Uusi menetelmä tehostaa nanohiukkasten hallintaa ja erottelua – lupaava työkalu lääketieteelliseen tutkimukseen10.2.2026 05:45:00 EET | Tiedote
Nanokokoisten hiukkasten tutkimuksessa niiden tarkka hallinta ja erottelu on ollut vuosia biotekniikan pullonkaula. Oulun yliopiston tutkijat ovat kehittäneet uuden menetelmän, joka tehostaa hiukkasten erottelua ja puhdistusta. Lupaavaa menetelmää voidaan hyödyntää esimerkiksi syöpätutkimuksessa.
Uudet opiskelijat: ala ratkaisee – kansainväliset opiskelijat nostavat ennakko-orientaation vahvuudeksi9.2.2026 08:57:39 EET | Tiedote
Oulun yliopistoon hakemisen tärkein syy on kandidaattivaiheessa edelleen kiinnostava koulutusala tai tutkinto. Näin kertoi 62 % ensimmäisen vuoden opiskelijakyselyyn vastanneista. Lisäksi sijainti ja Oulu kaupunkina, kaverien suositukset sekä pisterajat mainitaan usein.
Biohartsit tuulivoimaloihin, liimoihin ja veneisiin haastavat fossiilimateriaalit suorituskyvyssä ja kierrätettävyydessä – runsaasti saatavilla metsäteollisuudessa9.2.2026 06:21:00 EET | Tiedote
Oulun yliopiston tutkijat ovat kehittäneet uusia biomassapohjaisia hartsimateriaaleja, joilla voidaan korvata nykyiset öljypohjaiset materiaalit komposiittituotteiden valmistuksessa. Biopohjaiset hartsit ovat vähintään yhtä lujia kuin nykyiset materiaalit. Raaka‑aineita saadaan metsä- ja maatalouden sivuvirroista.
Luonnon monimuotoisuus liiketoiminnan arvoksi: Oulun yliopistossa rakennetaan mallia luontopositiiviselle taloudelle. Luontopaneelit julkaisevat 9.2. raporttinsa – tutkijat haastateltavissa5.2.2026 12:25:00 EET | Tiedote
Luonnon köyhtyminen aiheuttaa riskejä myös yrityksille. Tutkijat ja alueen yritykset tarkastelevat yhdessä, miten pelkästä haittojen vähentämisestä siirrytään kohti luonnolle ja yhteiskunnalle aidosti myönteisiä vaikutuksia.
Kulttuuri avaa kestäviä matkailupolkuja pohjoisessa – rajat ylittävä yhteistyö ratkaisevaa5.2.2026 11:57:00 EET | Tiedote
Kulttuurimatkailu voi vahvistaa Pohjois-Suomen ja Pohjois-Ruotsin alueellista elinvoimaa, mutta sen kestävä kehittäminen edellyttää pitkäjänteistä, rajat ylittävää yhteistyötä paikallisten yhteisöjen ja kulttuuri- ja matkailutoimijoiden välillä.
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