Das Schmetterlingsauge wurde zum Modell für Graphenrektene mit Rekordlichtabsorption

Eine Gruppe von Wissenschaftlern der University of Surrey (UK) kündigte die Erstellung von 2D-Material mit Rekordwerten an. Ein mehrschichtiger Graphenfilm mit einer Rektenstruktur absorbiert Licht in 99% des Bereichs von mittlerem Infrarot bis ultraviolett. Wenn ein solcher Film in Sonnenkollektoren verwendet wird, ist es möglich, Strom auch in diffusem Licht zu erzeugen, das von den Wänden oder vom Schein von Haushaltsgeräten reflektiert wird. Das heißt, Sonnenkollektoren funktionieren in Innenräumen. Dies kann nicht einmal als "Batterien" bezeichnet werden, wenn der Film auf die Oberfläche von Wänden und anderen Gegenständen aufgebracht wird. (Eine andere Frage ist, dass der Raum dann auch an einem sonnigen Tag fast in stockdunkler Dunkelheit bleibt.)

Anstelle des Ausdrucks "Solarbatterie" ist es in diesem Fall besser, von einer "lichtabsorbierenden Oberfläche" zu sprechen.

„Die Fähigkeit, dünne zweidimensionale Oberflächen für die Absorption von Licht in einem weiten Bereich zu entwerfen, ist der Schlüssel für eine große und ständig wachsende Anzahl von Anwendungen, einschließlich Energie, Optoelektronik und Spektroskopie“, schreiben die Materialentwickler in einer Zusammenfassung ihrer wissenschaftlichen Arbeit . "Obwohl in hohen Strukturen von Kohlenstoffnanoröhren mit einer Höhe von etwa einem Millimeter eine Lichtabsorption in einem weiten Bereich möglich ist, war es bisher nicht möglich, ein solches Ergebnis in Nanometerstrukturen zu erzielen."



Ein unsichtbarer lichtabsorbierender Film, der Strom erzeugt, wird in zahlreichen Internet-of-Things-Geräten, intelligenten Kleidungsstücken, tragbarer Elektronik, intelligenten Tapeten, Haushaltsgeräten usw. verwendet.

Einer der Autoren der wissenschaftlichen Arbeit, Professor Ravi Silva , erklärt einige Insekten (Schmetterlinge, Motten usw.) Das Auge ist nach ganz anderen Prinzipien angeordnet. Dort wird Nanotechnologie eingesetzt, also nanostrukturierte Oberflächen. In einem solchen Maßstab arbeiten diese Elemente als Gleichrichter (Gleichrichtungsantennen), dh sie wandeln die Energie des Feldes der einfallenden Welle direkt in Gleichstrom um. Die Wechselwirkung einer Wellenlänge von 4 μm mit einer Metallnanoantenne ist in der Abbildung dargestellt.



Im Einschub in Abbildung B unten ein Vergleich der Oberfläche des Materials mit dem Auge des Schmetterlings Bicyclus anynana. Abbildung D zeigt das Reflexionsvermögen des erzeugten Materials (schwarze Grafik).



„Seit Jahren suchen die Menschen nach Anwendungen von Graphen, die allgegenwärtig sein könnten“, sagt Silva. - Wir nähern uns endlich dem Punkt, an dem solche Anwendungen erscheinen. Wir haben das getan, was bisher als unmöglich galt: Wir haben die unglaublichen optischen Eigenschaften von Graphen optimiert. “

Source: https://habr.com/ru/post/de390993/