Cientistas criam painel solar inspirado em borboleta

Borboletas do gênero Morpho têm nanoestruturas em forma de cone nas asas que refletem a parte mais energética da luz solar

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postado em 12/06/2017 06:00

Stuart Hay/ANU
 

Várias borboletas do gênero Morpho têm asas que brilham com fortes tons de azul e verde. Em grande parte dos animais, as cores se dão por substâncias presentes no corpo, como a melanina, que tinge a pele humana. A coloração única desse inseto, porém, vem das nanoestruturas, em forma de cone, presentes nas asas que refletem a parte mais energética da luz solar.
 

Essa propriedade chama a atenção de cientistas que trabalham com camuflagem, processamento de sinais e painéis solares, como o pesquisador Niraj Lal, da Universidade Nacional da Austrália. Ele liderou um grupo que conseguiu reproduzir as nanoestruturas das borboletas Morpho e adaptá-las para o uso em células fotovoltaicas. “Fazer a luz ir onde você quer se mostrou complicado até agora (…) Nós ficamos surpresos pelo quão bem nossas estruturas em forma de cone funcionaram”, ressaltou Lal, em comunicado.

Ele e a equipe criaram um filtro capaz de refletir as ondas de alta energia da luz solar, principalmente a cor azul, enquanto deixa passar grande parte das ondas de baixa energia, como o vermelho. As estruturas em formato de cone se formam sozinhas, a partir de um vapor químico e de nanopartículas metálicas. O filtro foi desenvolvido para o uso em um tipo específico de célula solar, chamado multijunção.

“Cada camada absorve uma parte do espectro eletromagnético. É como se fosse um wafer, uma bolachinha, é uma torre com várias camadas”, explicou Roberto Valer, pesquisador do Laboratório de Sistemas Fotovoltaicos da Universidade de São Paulo (USP) e não participante do estudo. Segundo Lal, a solução pode ser aplicada em outras construções. “Uma janela pode ser criada para ser transparente a certas cores, opacas e com textura para outras. Existem várias aplicações interessantes”, ilustrou.


Eficiência

Como parte de uma célula solar, o filtro pode refletir mais de 45% da luz de alta frequência para um componente que a transforma em energia elétrica, sem atrapalhar a absorção das ondas de baixa energia, uma vez que mais de 80% delas atravessam o filtro sem interferência.

Segundo Lal, a luz azul, a verde e a ultravioleta são absorvidas por uma camada de perovskita — óxido de cálcio e titânio — e a luz vermelha, a laranja e a amarela, por uma camada de silício. As nanoestruturas direcionam a luz refletida em ângulos específicos, o que facilita a absorção. “Quando você olha as asas dessa borboleta, pode ver que a cor muda”, disse Valer. A azul, por exemplo, costuma ser mais forte quando as asas estão em ângulo reto.
 
* Estagiário sob a supervisão de Carmen Souza 
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