محققان آزمایشگاه ملی آیداهو در آمریکا روش ارزانی برای تولید صفحات پلاستیکی حاوی میلیاردها نانوآنتن توسعه داده‌اند. این صفحات انرژی، گرمای حاصل از خورشید و دیگر منابع را جمع‌آوری و تبدیل به انرژی می‌کند. این فناوری اولین مرحله به‌سمت یک جمع‌کننده انرژی خورشیدی است که می‌تواند روی مواد انعطاف‌پذیر به تولید انبوه برسد. این پانل‌های خورشیدی توانایی کار در شب را نیز دارند.
استفاده بهتر از انرژی خورشید با آرایه‌های نانوآنتنی
|
محققان آزمایشگاه ملی آیداهو در آمریکا روش ارزانی برای تولید صفحات پلاستیکی حاوی میلیاردها نانوآنتن توسعه داده‌اند. این صفحات انرژی، گرمای حاصل از خورشید و دیگر منابع را جمع‌آوری و تبدیل به انرژی می‌کند. این فناوری اولین مرحله به‌سمت یک جمع‌کننده انرژی خورشیدی است که می‌تواند روی مواد انعطاف‌پذیر به تولید انبوه برسد. این پانل‌های خورشیدی توانایی کار در شب را نیز دارند. زمین بعد از جذب انرژی خورشید در طول روز، این پرتوها را به‌طور پیوسته به‌صورت گرما می‌تاباند. این نانوآنتن‌ها پرتوهای متوسط- مادون قرمز را جذب می‌کنند، اما، پیل‌های خورشیدی مرسوم فقط می‌توانند از نور مرئی که در شب وجود ندارد استفاده کنند. پرتوهای مادون قرمز منبع انرژی بسیار فراوانی به شمار می‌روند؛ زیرا به‌وسیله فرایندهایی صنعتی؛ از قبیل کارخانجات استفاده‌کننده از زغال سنگ نیز تولید می‌شوند. این نانوآنتن‌ها مارپیچ‌ها یا مربعات ریزی از جنس طلا هستند که روی نوع ویژه و اصلاح‌شده‌ای از پلی‌اتیلن نصب شده‌اند. قبلاً به‌طور موفقیت‌آمیزی آنتن‌هایی ساخته شده‌اند که از نواحی کم- فرکانس طیف الکترومغناطیسی؛ مثل پرتوهای مایکروویو و مادون قرمز، انرژی را جمع‌آوری می‌کنند. این محققان رفتار مواد مختلف(شامل طلا، منگنز و مس) را تحت پرتوهای مادون قرمز بررسی و از داده‌های حاصله برای ساخت مدل‌های رایانه‌ای از نانوآنتن‌ها، استفاده کرده‌اند. آنها متوجه شدند که با انتخاب مناسب جنس، شکل و اندازه مواد، این نانوآنتن‌های شبیه‌سازی‌شده می‌توانند تا بیش از ۹۲ درصد از انرژی را در طول موج‌های مادون قرمز جمع‌آوری کنند. سپس این محققان نمونه‌های واقعی را برای تست مدل‌های رایانه‌ای‌شان ساختند؛ ابتدا، آنها از روش‌های تولید مرسوم برای حکاکی یک ویفر سیلیکونی با الگوی نانوآنتنی مذکور استفاده کردند. این نانوآنتن‌های مبتنی بر سیلیکون با شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای مطابقت داشت و بیش از ۸۰ درصد از انرژی را در محدوده طول موج‌های مادون قرمز جذب می‌کرد. در مرحله بعد، آنها از فرایند مُهر زدن برای قرار دادن این نانوآنتن‌ها روی صفحات نازک پلاستیک استفاده کردند. نتایج اولیه نشان می‌دهد که این نمونه پلاستیکی نیز انرژی موجود در طول موج‌های مادون قرمز مورد انتظار را جذب می‌کند. توانایی این نانوآنتن‌ها در جذب پرتوهای مادون قرمز، آنها را برای استفاده در افزاره‌های سرد‌کننده مناسب می‌کند. هنگامی که اشیاء گرما را به‌صورت پرتوهای مادون قرمز آزاد می‌کنند، این نانوآنتن‌ها می‌توانند این پرتوها را جمع‌آوری کرده، این انرژی را در طول موج‌های بی‌خطر بازتابند. این محققان نتایج خود را در دومین همایش بین‌المللی Energy Sustainability که از سوی جامعه مهندسان مکانیک آمریکا برگزار شد ارائه کردند. |
