Американские и итальянские ученые создали материал, который может выполнять точные движения и формировать сложные структуры под действием света. Материал состоит из фотонных кристаллов и эластомерного композита, он прост в изготовлении и не требует дополнительных источников энергии и проводов. Статья опубликована в журнале Nature Communications.
Исследователи из Университета Тафтса, Северо-Западного и Павийского университетов создали активируемый светом композитный материал, способный выполнять точные движения и формировать сложные трехмерные формы без использования проводов или источников энергии. Устройство сочетает в себе программируемые фотонные кристаллы и эластомерный композит. Результаты исследования открывают новые возможности для разработки систем, управляемых светом, таких как высокоэффективные самоустанавливающиеся солнечные элементы, микрожидкостные клапаны или роботы.
Угол, под которым свет встречается с кристаллической поверхностью, может влиять на то, какие длины волн поглощаются, и на тепло, выделяемое этой поглощенной энергией. Фотонный материал состоит из двух слоев: опалоподобной пленки из фиброина шелка, легированного наночастицами золота, образующими фотонные кристаллы, и нижележащего слоя из полидиметилсилоксана, кремниевого полимера. Помимо гибкости, долговечности и уникальных оптических свойств, фиброин шелка необычен тем, что имеет отрицательный коэффициент теплового расширения, то есть сжимается при нагревании и расширяется при охлаждении. Полидиметилсилоксан, наоборот, быстро расширяется при нагревании. Под воздействием света один слой нагревается намного быстрее, чем другой, поэтому материал может изгибаться.
Fio Omenetto/Tufts University
Авторы продемонстрировали «фотонный подсолнух», устройство, содержащее солнечные батареи и отслеживающее источник света, сохраняя при этом угол между солнечными элементами и лазерным лучом. Система работает как с белым светом, так и с лазерным излучением. Подобные беспроводные светочувствительные устройства могут потенциально повысить эффективность преобразования света в энергию для солнечной энергетики.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
