science >> Wetenschap >  >> Chemie

Fladderende vleugels aangedreven door de zon

Deze kleine vleugel zou ooit in robots of apparaten kunnen worden gebruikt om zonne-energie te oogsten. Krediet:American Chemical Society

In de oude Griekse mythologie, De wasvleugels van Icarus smolten toen hij te dicht bij de zon durfde te vliegen. Nutsvoorzieningen, onderzoekers rapporteren in ACS Toegepaste Materialen &Interfaces hebben kunstmatige vleugels gemaakt die daadwerkelijk door de zon worden aangedreven. De kleine vleugels, die nog sneller kunnen fladderen dan die van vlinders, ooit zou kunnen worden gebruikt in robots of apparaten voor het oogsten van zonne-energie, zeggen de onderzoekers. Bekijk hier een video van de klapperende vleugels in actie.

Door licht aangedreven actuatoren - apparaten die licht direct omzetten in mechanisch werk - hebben de aandacht getrokken omdat ze draadloos en eenvoudig te bedienen zijn. Echter, om door te gaan, ze vereisen meestal een lichtbron met hoge intensiteit die kan worden in- en uitgeschakeld, of extra hardware. Ningyi Yuan, Jianning Ding en collega's wilden een flexibele film ontwikkelen die natuurlijk zonlicht kan omzetten in een fladderende beweging, zonder dat er extra hardware nodig is.

Om hun apparaat te maken, die ze een flexibele bio-vlindervleugel (FBBW) noemden, de onderzoekers bedekten een dun polymeervel met een nanokristallijne metaalfilm. Toen het team het ene uiteinde van de FBBW-strip op een steun bevestigde en er gesimuleerd zonlicht op scheen, de temperatuur van de strip nam toe, en het vrije uiteinde krulde op vanwege het grote verschil in thermische uitzetting tussen de metaal- en polymeerlagen.

Vervolgens, het gebogen deel van de FBBW overschaduwde de metalen laag eronder, waardoor de temperatuur daalt en de strip zich ontvouwt. Continue cycli van buigen en ontvouwen produceerden een klapperende beweging die de frequentie van daadwerkelijke vlindervleugels zou kunnen overschrijden. Het team demonstreerde de FBBW in een door licht aangedreven zweefmolen en zeilboot, en in een apparaat dat zonlicht omzet in elektrische stroom. Het zou ooit gebruikt kunnen worden in vliegende dierenrobots, onder andere toepassingen, zeggen de onderzoekers.