Bir kelebeğin kanatları, ışığı iki kat daha etkili muhafaza ederek güneş panellerini daha da güçlendirecek yeni bir tür güneş piline ilham kaynağı oldu.
Güneş panelleri genellikle kalın güneş pillerinden yapılır. Gün boyunca hareket ederken Güneşten en fazla miktarda ışık elde etmek için belli bir açıda konumlandırılırlar. Sadece nanometre kalınlığa sahip olabilen ince film güneş pilleri, çok fazla potansiyele sahiptir. Bunlar daha ucuz ve daha hafiftir. Ancak daha az verimli oldukları için çoğunlukla güneş panelleri yerine saatler ve hesap makinelerinde kullanılırlar.
Bilim insanları gül kelebeğinin kara kanatlarını inceleyerek elde edilen bulguları daha verimli olan ince güneş pilleri oluşturmak için kopyaladılar. Yeni üretilen güneş pilleri diğer hücre tiplerinden farklı olarak, açıları ne olursa olsun çok daha fazla ışığı emebilir. Ayrıca yapımı oldukça kolaydır.
Gül kelebeği Güneydoğu Asya’ya özgü bir türdür. Soğuk kanlıdır ve güneşlenirken enerjiyi emen kara kanatlara sahip oldukça ilginç bir kelebektir. YaleNUS Koleji Biyoloji profesörü Vinod Saranathan, “Gerçekten ilginç olan şey, milyonlarca yıldır karmaşık yapıları gelişim gösteren kelebeklerin hala mühendislik biliminin gelişiminden daha iyi performansa sahip olmasıdır.” dedi.
California Institute of Technology’de biyomühendis olan Radwanul Siddique liderliğindeki bilim insanları bu kelebeklerin neden bu kadar verimli olduğunu anlamak için elektron mikroskobu altında kanatları incelediler.
Kanatların nano yapılarının 3D bir modelini yarattılar. Kanatlar rasgele aralıklarla yerleştirilmiş küçük ölçeklerden oluşmaktadır. Delikler bir metrenin milyarda birinden az bir mesafededir. Böylece yapısal donanımları ile ışığı dağıtmaya ve kelebeğin ısıyı emmesine yardımcı olurlar.
Siddique, deliklerin boyutunun, dağılımının ve şeklinin tesadüfen oluştuğunu söylüyor. Ekip, bilgisayar modellerini kullanarak şekle önem vermeksizin konum ve düzenin ışığın emilmesinde önemli olduğunu fark etti.
Daha sonra, aynı tip deliklere sahip olan son derece ince hidrojen amorf silikon levhalar kullanarak benzer bir yapı oluşturuldu.
Massachusetts Teknoloji Enstitüsünde görev yapan mühendislik bölümü profesörü Mathias Kolle “İlgi çekici olan şey, temel fizyolojik kavramlara bakıldığında bir kelebeğin nasıl göründüğü önemli değildir. Fakat bu araştırmada kelebeğin görünen yapısı taklit edildiğinde başarılı olunabileceği sonucuna varılıyor.” dedi.
Ayrıca tasarımın ölçeklendirilmesi gerekeceğini ancak kağıtta tartışılan imalat tekniklerinin nispeten daha basit olacağını belirtti. (Siddique, bu sayfaları yapmanın yalnızca 10 dakika sürdüğünü söyledi.)
Çoğu güneş paneli bir açıda konumlandırılmıştır. Bu da birkaç saat boyunca çok fazla güç ürettiği anlamına gelir. Siddique tekniğini kullanan güneş panelleri, gün boyunca daha fazla güç üretebilir.
Siddique şimdi CalTech‘te olmasına rağmen, bu araştırmayı Almanya’daki doktora çalışmalarının bir parçası olarak yaptı. Ayrıca, çalıştığı eski laboratuvarın bazı üyeleri, Alman Araştırma Vakfı’ndan halihazırda güneş pilleri ve LED‘ler üzerinde çalışmak için finansman sağladı.
