في سباق البشرية نحو طاقة نظيفة ومستدامة، ظل تحدي فيزيائي قديم يعترض الطريق وهو ان نصف طاقة الشمس التي تصل إلى الأرض يضيع ببساطة، لأن التقنيات الحالية لا تستطيع التقاطه.

لكن دراسة حديثة نشرتها دورية ACS Applied Materials Interfaces تكشف عن ابتكار قد يغير قواعد اللعبة بالكامل هياكل كروية ذهبية مجهرية قادرة على امتصاص أكثر من 90% من ضوء الشمس، بما في ذلك الجزء غير المرئي الذي لطالما أفلت من قبضة الألواح التقليدية.

نصف طاقة الشمس ضائع في الهواء يصل ضوء الشمس إلى الأرض في طيف واسع يشمل الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء القريبة.

ورغم أن الخلايا الشمسية الحالية تجيد التقاط الضوء المرئي، فإنها تعجز عن استغلال الجزء الحراري غير المرئي والذي يمثل قرابة نصف الطاقة الشمسية.

يشبه الباحث سيونجوو لي من جامعة كوريا الأمر بجهاز راديو يلتقط محطة واحدة فقط ويتجاهل باقي الترددات فالخلايا التقليدية ببساطة لا تستمع إلى نطاق الأشعة تحت الحمراء، ما يعني فقدان كميات هائلة من الطاقة المجانية يوميًا.

السوبرابولز إسفنجة ذهبية ثلاثية الأبعاد الحل الذي طوره فريق جامعة كوريا يتمثل في كرات ذهبية دقيقة أطلق عليها اسم "سوبرابولز" (الكرات الخارقة).

تُبنى هذه الكرات من مئات الجسيمات النانوية الذهبية المتراصة بإحكام داخل هيكل كروي قطره بضعة ميكرومترات فقط.

وتستطيع الكرات امتصاص أكثر من 90% من ضوء الشمس، مقارنة بأقل من 50% في المواد التقليدية.

كيف تحاصر الضوء داخلها؟ يعتمد الابتكار على مفهوم الوسط الفعال عالي معامل الانكسار

عندما يدخل الضوء هذه البنية فائقة الكثافة، يجبر على الإبطاء والدوران في مسارات معقدة داخل فجوات نانوية لا تتجاوز 8 نانومترات، فيبقى محاصرا حتى تتحول طاقته بالكامل إلى حرارة.

يشبه الباحثون البنية بغابة شديدة الكثافة

إذا مرت الرياح عبر أشجار.....

لقراءة المقال بالكامل، يرجى الضغط على زر "إقرأ على الموقع الرسمي" أدناه

هذا المحتوى مقدم من موقع صدى البلد