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Un campo di micro girasoli artificiali per assorbire l'energia solare
Come la pianta, seguono i raggi: si inclinano e si contraggono in modo da assorbire meglio la luce e sono quattro volte più efficaci rispetto ai pannelli fotovoltaici piani Hanno lo stesso talento dei girasoli, soltanto che sono "mini" e a crearli è stato l'uomo. Prendendo spunto dalla capacità di orientarsi delle piante secondo la luce solare,i ricercatori dell’università della California di Los Angeles e dell’università dell’Arizona hanno creato dei minuscoli girasoli tecnologici dal grandissimo potenziale. Chiamati SunBot (sunflower-like biomimetic omnidirectional tracker), sono in grado di spostarsi a seconda della luce e assorbire - sfruttando una migliore angolazione - energia solare da poter riutilizzare come fossero dei pannelli fotovoltaici, ma con il massimo dell'efficienza. La ricerca su questa nuova tecnologia è stata di recente pubblicata su Nature Nanotechnology.
In sostanza si tratta di "gambi" dalle dimensioni millimetriche che si inclinano e seguono la fonte luminosa a seconda della direzione: grazie alla nanotecnologia gli ingegneri hanno sviluppato un sistema che combina più meccanismi ed è in grado di "intrappolare" l'energia solare se combinata con processi già noti.
L'idea alla base del progetto era appunto quella di sfruttare i comportamenti dei girasoli noti come eliotropismo, la tendenza della pianta a girare il bocciolo verso il sole prima della fioritura e il fototropismo, ovvero la risposta mediante accrescimento per distensione cellulare ad uno stimolo di luce indirizzata. Se un pannello solare fosse ad esempio in grado di autorientarsi verso il sole a seconda dell'inclinazione della luce del momento e fosse sempre perpendicolare ai raggi sarebbe molto più funzionale in termini di energia. Quando la luce riflette dall'alto e impatta in maniera diretta su una superficie viene infatti assorbita molto meglio, al contrario di quando l'assorbimento è obliquo. Il team ha così ideato alcuni polimeri speciali e meccanismi capaci, grazie a un mix di idrogel a base di nanoparticelle d'oro, polimeri vari, coloranti e sistemi cristallini, di muoversi e rispondere alla luce o al calore. I ricercatori, guidati dal professor Ximin He, hanno messo insieme due diverse sostanze, una che assorbe la luce trasformandola in calore e una che in risposta al calore si contrae. Questi piccoli gambi o cilindri hanno dunque sia la capacità di rispondere alla luce che quella di movimento: la parte del gambo che viene illuminata si scalda e si contrae nella direzione del raggio solare e una volta che avviene l'allineamento con il raggio, la parte che resta in ombra di fatto si raffredda e interrompe il movimento. Dalle prime valutazioni gli scienziati sostengono che i SunBot, rispetto ad esempio a dei pannelli fotovoltaici piani o statici, hanno la capacità di raccogliere l'energia quattro volte meglio. In futuro si potrebbero ipotizzare veri e propri prati fatti di girasoli artificiali e potrebbero essere una soluzione davvero efficace, in termini energetici, per catturare energia in movimento. "In modo automatico e istantaneo un SunBot può rivelare e seguire la luce incidente nello spazio tridimensionale in un vasto range di temperature ambientali con elevata accuratezza e velocità di risposta, senza bisogno di fonti di energia addizionali o dell’intervento umano", spiegano gli autori. I finti girasoli potrebbero così trovare applicazione in diversi campi, da quelli delle energie rinnovabili alla robotica, ma anche "nell'aeronautica, la chirurgia, i biocarburanti, telescopi, radar, idrofoni" chiosano i ricercatori.
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