Naukowcy skopiowali struktury skrzydeł motyli. Ich czerń i biel to efekt nie pigmentu, lecz specjalnych wzorów. Skrzydła o tych kolorach mogą pochłaniać lub odbijać światło. Właśnie te właściwości postanowili wykorzystać specjaliści od nanomateriałów, termoelektryki, fizycy, zoolodzy i eksperci od modelowania optycznego. Połączyli siły, by opracować nowe, pasywne materiały grzewcze i chłodzące, które mogą znacząco zmniejszyć zużycie energii w budownictwie.
Posłuchaj co mówi dr hab. Michał Borysiewicz z Łukasiewicz - Instytutu Mikroelektroniki i Fotoniki
- Możemy stworzyć cienkowarstwowe materiały inspirowane naturą. Powstała superczerń. Nad superbielą jeszcze pracujemy. Czerń bardzo się rzuca w oczy. Ona pochłania 99,9% światła widzialnego. To taka czarna dziura. Analogicznie warstwy białe mamy obecnie na poziomie 70% odbicia światła. One są dużo bardziej białe niż kartka papieru. To widać - powiedział dr hab. Michał Borysiewicz z Łukasiewicz - Instytutu Mikroelektroniki i Fotoniki.
Biopowłoki inspirowane budową skrzydeł motyli mogą w przyszłości pokrywać elementy budynków lub urządzeń i częściowo zastępować systemy klimatyzacyjne czy grzewcze. Wszystko to bez potrzeby zasilania zewnętrznego. Wprowadzenie takich pasywnych technologii ogrzewania/chłodzenia, chociażby w budynkach użyteczności publicznej, takich jak szkoły czy szpitale, mogłoby przełożyć się na realne korzyści finansowe i dla środowiska.
Naukowcy planują wytworzyć nowe materiały na drodze magnetronowego rozpylania katodowego, aby w taki sposób uzyskać struktury analogiczne do tych występujących u owadów, o takich samych właściwościach optycznych i termicznych. To nowoczesna technika, w której do wnętrza specjalnej komory wprowadza się gaz (np. argon), w komorze umieszcza się materiał, z którego chcemy uzyskać powłokę. W wyniku działania pola magnetycznego i napięcia, jony gazu „uderzają” w ten materiał, z jego powierzchni „wybijane” są atomy, które osadzają się na powierzchni powlekanej, tworząc bardzo cienką, jednorodną warstwę.
Następnie zostaną przeprowadzone pomiary odbicia światła i dzięki tym danym eksperymentalnym, uzupełnionymi o dane teoretyczne, możliwe będzie określenie własności struktur. Na koniec zostaną przygotowane moduły termoelektryczne, które zostaną pokryte opracowanymi warstwami i poddawane działaniu promieniowania słonecznego, aby jakościowo i ilościowo określić czy opracowane powłoki pochłaniają i odbijają ciepło słoneczne.
Projekt realizowany jest przez interdyscyplinarne konsorcjum, które łączy ekspertów z różnych dziedzin: naukowców zajmujących się nanomateriałami i termoelektryką z Łukasiewicz – Instytutu Mikroelektroniki i Fotoniki, fizyków z Wydziału Fizyki Politechniki Warszawskiej, specjalizujących się w charakteryzacji struktur, zoologów owadów z Centrum Edukacji Przyrodniczej Uniwersytetu Jagiellońskiego oraz ekspertów od modelowania optycznego z Uniwersytetu w Chicago i Karlsruhe Institut of Technology.
