Nuovi materiali intelligenti si muovono e piegano con la luce

Girasole

Un nuovo studio a guida italiana apre la strada a celle solari super efficienti

Materiali intelligenti che seguono la luce: la nuova frontiera delle celle solari conquista la pubblicazione su Nature Communication

 

Uno studio recentemente pubblicato su Nature Communication, la prestigiosa rivista scientifica internazionale, celebra la ricerca di un laboratorio americano a guida italiana: il L2d – Laboratory for Living Devices della Tutfs University.

Lo studio riguarda dei materiali intelligenti che si muovono e si piegano con la luce, senza bisogno di fili o elettricità. Simili nel comportamento a dei girasoli, questi materiali aprono la strada a una nuova generazione di celle solari super efficienti capaci di inseguire il sole, oltre che a robot morbidi reattivi alla luce.

I nuovi materiali sensibili alla luce nascono dall’unione di due strati: una pellicola simile a opale, realizzata con una proteina della seta (la fibroina) arricchita con nanoparticelle d’oro, e un substrato di un polimero del silicio, chiamato polidimetilsilossano.

Quest’ultimo ha la capacità di espandersi rapidamente quando viene scaldato, mentre la fibroina col calore si contrae: in questo modo, sotto la luce, i due strati si muovono diversamente facendo piegare il materiale.

“Con questo approccio – spiega Omenetto – possiamo modellare la pellicola simile a opale su scale diverse, in modo da determinare come assorbe e riflette la luce. Quando la luce si muove e la quantità di energia assorbita cambia, il materiale si piega e si muove diversamente in base alla sua posizione rispetto alla luce”.

In questo modo “siamo in grado di avere un raffinato controllo della conversione della luce in energia e di generare macro movimenti di questi materiali senza bisogno di elettricità o fili”. I ricercatori lo hanno dimostrato creando una farfalla che sbatte le ali in risposta alla luce e un ‘girasole fotonico’ con celle solari integrate che seguono la fonte di luce. Il girasole muove i suoi petali in modo da mantenere costante l’angolo tra il raggio di luce e le celle solari, massimizzando così la loro efficienza.

Il processo è ben illustrato nel video pubblicato dalla Tufts University:

L2d – Laboratory for Living Devices

Il professor Fiorenzo Omenetto dirige il L2d, il Laboratory for Living Devices

L2d si occupa di sbloccare le proprietà uniche dei materiali naturali per affrontare le sfide più critiche del nostro tempo. Guidati dal prof. Omenetto, i ricercatori del L2d lavorano all’intersezione tra scienza dei materiali, chimica, scienze ambientali, ingegneria, salute umana e arte. Le loro innovazioni stanno guidando la scoperta scientifica, la produzione sostenibile e la traduzione in applicazioni del mondo reale.

Il L2d è attualmente alla ricerca di un deputy director. La posizione è pubblicata nel sito.

 

Immagine di copertina: Freepik


 

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