Pernakah Anda mendengar teori tentang sebuah sayap kupu-kupu yang "mengepak" di salah satu bagian bumi dan kemudian mengakibatkan badai di bagian bumi yang lain? Saat ini perkembangan cetak 3D dipengaruhi oleh oleh hewan berwarna lebih indah yang masih merupakan kerabat dari golongan ngengat ini. Hewan ini dapat membuktikan kontribusi besarnya pada masa depan dari iklim kita, dan dalam kasus ini, kupu-kupu tidak perlu melakukan hal apa pun.
Sebuah tim peneliti dari Caltech dan Institut Teknologi Karlshure Jerman mendapat ide dari struktur sayap kupu-kupu untuk mendesain panel surya yang inovatif. Sehingga dapat menyerap cahaya lebih efisien lagi.
Sebagai sumber energi yang terbarukan dan bersih, kita bisa melakukan banyak hal yang buruk daripada matahari. Untunglah sel photovoltaic mampu menyerap cahaya dalam jumlah yang besar untuk mengubahnya menjadi daya selama bertahun-tahun.
Pengaruh bahwa hal ini dapat digunakan untuk iklim kita masih kecil, karena keterbatasan efisiensi dari alat-alat penyerapan yang mana energi panas matahari masih relatif mahal sekalai dibanding dengan sumber energi tradisional, dan hal ini tidak diterapkan sesering mungkin. Sel surya yang menggunakan film yang tipis, khususnya, masih kurang pada bagian bagaimana agar alat itu dapat menangkap cahaya dengan baik.
Para peneliti secara konstan sedang mencari cara untuk meningkatkan atau memperbaiki keadaan ini dan membantu menjaga lingkungan alami ini dengan lebih efektif lagi, sehingga apa tempat yang lebih baik untuk mendapat inspirasi dari bumi kalau bukan dari bumi alami itu sendiri?
Karena itu munculah, kupu-kupu hitam. Secara ilmiah memiliki nama Pachliopta aristolochiae, yang merupakan anggota famili Lepidoptera dari serangga alami Asia Selatan dan Asia Tenggara, dan mempunyai sebuah struktur sayap yang unik sehingga dapat membawa pengembangan sel photovoltaic kecil yang lebih efisien. Sayap itu dilapisi oleh sisik kecil, yang dapat memanen cahaya matahari pada sebuah jangkuan yang lebar dari berbagai sudut dan panjang gelombang yang berbeda-beda.
Sisik-sisik ini dapat menjadi kunci dalam mendesain miniatur panel surya di masa depan dan tidak seperti kebanyakan proyek penelitian insinyur canggih yang lain, Mother Nature menyediakan jasa desain panel surya itu secara gratis.
“Desain struktur dari sayap-sayap kupu-kupu hitam secara simultan menyediakan kestabilan mekanis yang baik ketika memanen cahaya dengan efisiensi yang luar biasa,”kata Radwanul Siddique dari Caltech , salah satu penulis utama dari jurnal berjudul “Bioisnpired phase-separated disordered nanostructures for thin photovoltaic absorbers” yang diterbitkan baru-baru ini di Science Advances.
Terinspirasi dari fisiologi kupu-kupu dan teknik cetak 3D, Siddique dan timnya memutuskan untuk menciptakan sebuah model 3D virtual dari sayap serangga, berdasarkan gambar mikroskopknya.
Tim kemudian menghitung kapasitas penyerapan cahaya yang sayap miliki agar memahami lebih baik lagi sifat optik dari sayap itu. Setelah itu, langkah logis selanjutnya adalah membuat beberapa sel surya dari bahan silikon yang meniru struktur dengan lubang berpori sangat kecil (nanohole) dari sayap. Pengujian yang telah dilakukan pada panel ini, menunjukkan penyerapan cahaya meningkat hingga 200 % dibanding model struktur sebelumnya.
Para peneliti ini akan melanjutkan pekerjaan mereka pada desain dari penyerap photovoltaic mereka, dengan harapan akan meningkatkan kemampuan pengumpulan cahaya lebih jauh lagi. Salah satu cara yang mereka pikirkan mereka dapat kembangkan pada struktur itu akan di optimalkan pada bagian dari engraving profile, sebagai contoh;dengan sebuah model piramida terbalik daripada menggunakan model berbentuk tabung.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar