Como um Girassol painéis solares podem girar para capturar mais energia

• Os pesquisadores usam elastômeros de cristal líquido para deformar estruturas em três dimensões. 
• Isso poderia levar ao desenvolvimento de painéis solares que seguem a luz solar (como o girassol) para melhorar a captura de energia. 

Uma variedade de microestruturas reconfiguráveis ​​em superfícies biológicas permite que organismos vivos alterem suas características (como cor estrutural e adesão) em resposta a estímulos externos. Essas criaturas biológicas podem exibir deformações predeterminadas e movimentos cooperativos baseados em estímulos, combinando seu produto químico intrinsecamente criptografado com campos aplicados externamente.

Por exemplo, as cerdas nos pés pegajosos da lagartixa são feitas de estruturas especiais cuja composição físico-química e ultra flexibilidade permitem que o lagarto agarre facilmente o teto e as paredes.

Cientistas em todo o mundo têm tentado replicar essas estruturas de mudança no laboratório, usando uma variedade de materiais como elastômeros de cristal líquido (LCEs). No entanto, eles não foram capazes de deformar a estrutura em três dimensões.

O problema da deformação 1D e 2D é que você não pode mover a estrutura pelo espaço para fornecer formas diferentes.

Agora, pesquisadores da Universidade de Harvard desenvolveram uma técnica que resolve esse problema controlando a nanoestrutura dos LCEs com o campo magnético. Pode produzir formas microscópicas de polímeros 3D, que podem ser configuradas para mudar em qualquer direção em resposta a diferentes estímulos.

Os LCEs podem ter características sensíveis à luz e ao calor

As microestruturas feitas de LCEs podem ser deformadas em qualquer formato em resposta à luz, calor e umidade. sua reconfiguração é conduzida por suas próprias propriedades materiais e químicas.

Neste estudo, os autores descobriram que, quando os LCEs são expostos a um campo magnético durante o processo de sintetização, todos os elementos cristalinos líquidos nos LCEs ficam alinhados com o campo magnético. Esse alinhamento molecular foi retido mesmo após a estrutura solidificar.

Ao alterar a direção do campo magnético, os pesquisadores conseguiram controlar como as estruturas de LCE resultantes se deformavam na presença de altas temperaturas. Essas estruturas não perderam sua forma orientada internamente ao retornar à temperatura ambiente.

Os pesquisadores foram capazes de desenvolver LCEs capazes de se reconfigurar em resposta à luz. Tudo acontece durante um processo chamado polimerização.

Além disso, as microestruturas de LCE podem ser produzidas com características de resposta à luz e ao calor. Assim, uma estrutura de material único pode agora ter vários mecanismos de resposta.

Aplicações

O estudo pode levar ao desenvolvimento de uma variedade de instrumentos úteis, incluindo painéis solares que seguem a luz do sol (como o girassol) para melhor eficiência energética.

A técnica pode ser usada para criptografar a informação, que só pode ser divulgada quando exposta a uma temperatura ou substância adesiva específica. No geral, ele pode formar a base da criptografia multinível, rádios autônomos de acompanhamento de fontes e edifícios e sensores inteligentes.