Gündüz saatlerinden maksimum miktardaki enerjiyi almak söz konusu olduğunda bitkiler, evrimleri sayesinde başı çekiyor.
Mühendisler, nanoteknolojiyi kullanarak güneş ışığını taklit eden güneş panelleri tasarladılar. Bilim insanları, sıcaklığa duyarlı malzemeleri ince, destekleyici yapılarla kaplayarak parlak bir ışık kaynağına doğru bükülen, çeşitli güneş teknolojilerinin verimliliğini çarpıcı bir şekilde artırabilecek hareketli bir platform sağlayan ufak bir ‘kaynak’ oluşturdular.
California Üniversitesi Los Angeles ve Arizona Eyalet Üniversitesi’nden araştırmacılar, sistemlerini ayçiçeği benzeri bir biyomimetik çok yönlü izleyici olarak adlandırıyor. Ya da ‘SunBOT’, kısaltmasını kullanıyorlar. Biyolojik açıdan, çevredeki spesifik değişikliklere cevap olarak herhangi bir genel hareket nastik bir davranış olarak tanımlanmaktadır. Şafakta açan ve güneş batarken kapanan çiçekler buna güzel bir örnektir.
Kimyacılar, ışık yoğunluğu veya dalgalanan sıcaklıktaki değişikliklere cevap olarak açılıp kapanan veya bükülen sentetik nastik materyaller ve yapılar yapma konusunda pek sorun yaşamıyorlar. Ancak doğanın, organizmaların hareketlerini iyi şeylere yönelten ve tehditlerden uzak, yönlendiren biraz daha karmaşık bir davranışı vardır. Bu tropik davranışlar, ayçiçeklerini güneşle yüzleşmek için hareket ettiklerinde, üreme bitlerini tozlayıcıları çekmek için ısıtırken gördüğümüz şeydir. Güneş peşinde koşma eylemleri veya heliotropizm, fotovoltaikler gibi şeyler için çok yararlıdır. Bu, daha sığ bir açıdan değil, yüzeylerini düz bir şekilde kesen yoğun bir radyasyon ışımasıyla yıkandığında etkilidir.
Pratik açıdan, bir tepe aydınlatma kaynağından gelen ışınlarla karşılaştırıldığında, yaklaşık 75 derecelik bir açıyla gelen ışık, yüzde 75 kadar daha az enerji taşır. Bu eğik-sıklık enerji yoğunluğu kaybı problemini çözmek için araştırma ekibi, ışığa veya ısıya tahmin edilebilecek şekilde yanıt veren jeller ve polimerlere baktı. Altın nanoparçacık içeren bir hidrojel, ışığa duyarlı polimerlerin bir arapsaçı ve bir ışık emici boya ile gömülü bir tür sıvı kristalli elastomer dahil, daha fazla araştırmaya değecek adaylar olarak birkaç farklı malzeme seçildi.
Her düzenleme, birkaç santimetre uzunluğunda ve bir milimetre genişliğinde bir diş şeklindedir. Bir lazer tarafından hedeflendiğinde, küçük yapay saplar ışığın sıcaklığına hızla yanıt verdi, bir tarafa büzüldü ve diğerinin üzerine yayıldı, ipliğin lazerle bükülmesine ve eğilmesine neden oldu. Sentetik ayçiçeklerini teste sokmak için, araştırmacılar bir dizi SunBOT topladılar ve onları su-hava sınırında bırakmalarını sağladılar. Ekip, buluşlarının hasat kabiliyetlerini tespit etmek için daha sonra, kurulumlarının oluşturduğu su buharını ölçerek ne kadar ışığın ısıya dönüştürüldüğünü belirledi. Buhar miktarındaki değişiklikler, SunBOT’ların dik açılarla enerji toplamak için sıkıcı, eski, statik bir yüzeye göre dört kat daha iyi olduğunu gösterdi.
Araştırmacılar, çeşitli malzemelerin sentetik bir tropik materyal olarak hizmet edebileceğini göstererek, cihazlarının, hareketli bir enerji kaynağı nedeniyle verimlilik kaybı yaşayan herhangi bir sistem için potansiyel olarak bir çözüm olabileceğini savunuyorlar.
SunBOT tasarımcılarına göre, gökyüzü bu tür teknolojilerin sınırı gibi görünüyor. Bu tahminlerden bir avuç gerçek dünya kullanımına girse bile, sentetik tropik malzemelerin geleceği kesinlikle daha parlak görünüyor.