SunBOTs – Das erste künstliche Material, das dem Sonnenlicht folgt

SunBOTs – Das erste künstliche Material, das dem Sonnenlicht folgt

New York, 13.12.2019

Während sich die Sonne über den Himmel bewegt, richten sich die Sonnenblumen ständig darauf aus, das meiste Licht aufzunehmen . Jetzt kann auch ein von Menschen gemachtes Material diesen Prozess nachvollziehen.

In der November- Ausgabe der Zeitschrift „Nature Nanotechnology“ beschreiben Materialwissenschaftler um Ximin He von UCLA , sie hätten das erste künstliche Material, das zur Phototropie fähig ist, entwickelt.

SunBOTS sind stammartige Zylinder, die sich ständig so bewegen, das sie 90 Prozent des verfügbaren Lichts einfangen, das in Labortests in einem Winkel von 75 Grad auf eine Oberfläche scheint. Die Technologie könnte eines Tages genutzt werden, um Solarmodule zu optimieren, Wasser zu entsalzen oder Roboter zu bewegen, sagen die Forscher.

Zwar haben zuvor schon andere Wissenschaftler künstliche Substanzen hergestellt, die sich in Richtung Licht beugen können, aber diese Beugungsfähigkeit stoppt nach einiger Zeit. SunBOTs können sich selbst regulieren und sich in die optimale Position bringen, um die Sonnenstrahlen zu absorbieren, und dann kleine Anpassungen vornehmen, um dort zu bleiben, wenn sich die Sonne verschiebt.

Diese Fähigkeit erklären die Wissenschaftler mit der Konfiguration eines SunBOTs. Es handelt sich um ein stielartiges Polymer mit einem Durchmesser von etwa einem Millimeter, eingebettet in ein Nanomaterial, das auf Licht reagiert. Das Nanomaterial absorbiert Licht und wandelt es in Wärme um; das Polymer schrumpft bei erhöhten Temperaturen.

Für den Bau ihrer ersten SunBOTs verwendeten die Forscher Goldnanopartikel und ein Hydrogel. Aber Tests mit anderen Materialien – wie z.B. reduziertem Graphenoxid und flüssigkristallinen Polymeren – ergaben, dass die Komponenten gemischt und aufeinander abgestimmt werden konnten.

SunBOTs können in Reihen aufgestellt werden, um eine ganze Fläche abzudecken und so einen „Mini-Sonnenblumenwald“ schaffen. Die Beschichtung von Oberflächen mit diesem Material könnte eines der größten Probleme der Solarenergie lösen: Da sich der Winkel des direkten Sonnenlichts ändert, während sich die Sonne über Kopf bewegt, können herkömmliche Materialien nicht mithalten. Dieses Material kann unter anderem überall dort eingesetzt werden, wo die Maximierung der Sonnenabsorption in Energie verwandelt wird. Beispiel: autotonome Roboter.