“ดอกทานตะวัน” ประดิษฐ์ที่งอ พับ และบิดตัวเองโดยอัตโนมัติเพื่อปรับปริมาณแสงที่ได้รับอย่างเหมาะสม อาจเป็นส่วนประกอบสำคัญในเซลล์แสงอาทิตย์อัจฉริยะแห่งอนาคต อุปกรณ์ดังกล่าวทำมาจากโฟโตนิกคริสตัลที่มีโพลิเมอร์ชีวภาพ และผู้พัฒนาอุปกรณ์ดังกล่าวกล่าวว่ารุ่นต่อๆ ไปอาจสามารถติดตามดวงอาทิตย์บนท้องฟ้าได้ เช่นเดียวกับดอกทานตะวันจริงๆ ผลึกโทนิคเป็นวัสดุที่มีโครงสร้าง
ระดับนาโน
ซึ่งมีดัชนีการหักเหของแสงที่แตกต่างกันไปในระดับความยาวที่ใกล้เคียงกับความยาวคลื่นของแสงที่มองเห็น ความผันแปรเป็นระยะนี้ก่อให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า “ช่องว่างแถบโทนิค” ซึ่งส่งผลต่อการแพร่กระจายของโฟตอนผ่านวัสดุ ทำให้แสงที่บางความถี่ถูกดูดซับ (ซึ่งจะทำให้วัสดุร้อนขึ้น)
ในขณะที่ความถี่อื่นๆ จะถูกสะท้อนออกมา มุมที่แสงตกกระทบคริสตัลยังส่งผลต่อความถี่ที่ถูกดูดซับด้วย
โครงสร้างสองชั้นวัสดุโทนิคที่ออกแบบและเพื่อนร่วมงาน ในสหรัฐอเมริกาประกอบด้วยสองชั้น ชั้นบนสุดทำจากฟิล์มคล้ายโอปอลของไหมไฟโบรอินที่เจือด้วยอนุภาคนาโนทองคำ (AuNPs)
ที่ดูดซับแสงได้ ด้านล่างนี้เป็นโพลิเมอร์ที่มีซิลิกอนเป็นพื้นฐาน ทีมงานซึ่งรวมถึงนักวิจัย ในอิตาลี เลือกไหมไฟโบรอินเนื่องจากความยืดหยุ่นและคุณสมบัติทางแสงที่มีแนวโน้มรวมทั้งค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน (CTE) ที่เป็นลบ อย่างหลังหมายความว่าไหมไฟโบรอินจะหดตัวเมื่อได้รับความร้อน
และขยายตัวเมื่อเย็นลง ซึ่งแตกต่างจากวัสดุส่วนใหญ่ที่มี CTE เป็นบวกและทำตรงกันข้าม ที่สำคัญ เป็นบวกสูงและขยายตัวอย่างรวดเร็วเมื่อได้รับความร้อน ดังนั้น เมื่อผลึกโทนิค สัมผัสกับแสงเลเซอร์ มันจะโค้งงอเมื่อ PDMS ขยายตัวและชั้นไหมหดตัว โค้งงอด้วยแสงทีมงานทำให้คริสตัลโทนิคสะท้อนแสง
ได้มากขึ้นโดยปรับขนาดของเซลล์หน่วยภายในคริสตัล อธิบายว่าพวกเขาทำสิ่งนี้โดยการสร้างลวดลายในชั้นผ้าไหมโดยใช้เทคนิคการพิมพ์หินที่เกี่ยวข้องกับการเปิดรับแสง UV หรือการใช้ลายฉลุบนวัสดุ แล้วปล่อยให้สัมผัสกับไอน้ำ ด้วยรูปแบบที่มีโครงสร้างระดับนาโนเหล่านี้ ชั้นผ้าไหมสามารถเพิ่มหรือลด
ปฏิสัมพันธ์
ระหว่างอนุภาคนาโนทองคำกับแสงเลเซอร์ได้ ขึ้นอยู่กับมุมที่ลำแสงเลเซอร์กระทบกับมัน คุณสมบัติการออกแบบเหล่านี้ช่วยให้วัสดุสามารถงอ พับ และบิดในลักษณะที่ขึ้นอยู่กับรูปทรงเรขาคณิตของรูปแบบและความยาวคลื่นของลำแสงเลเซอร์ที่ตกกระทบ นอกจากนี้ยังช่วยให้วัสดุสามารถติดตามเส้นทาง
และมุมของแหล่งกำเนิดแสงได้ นักวิจัยได้สาธิตการทำงานนี้ด้วยการสร้างโฟโตนิก “ดอกทานตะวัน” ด้วยเซลล์แสงอาทิตย์ที่รวมเข้ากับชั้นใยไหมไฟโบรอิน-PDMS อุปกรณ์ที่ได้จะโค้งงอเข้าหาแหล่งกำเนิดแสงขณะที่แหล่งกำเนิดแสงเคลื่อนที่ คล้ายกับวิธีที่ดอกทานตะวันจริงๆ ติดตามดวงอาทิตย์
เมื่อด้านต่างๆ ของลำต้นยืดออกในช่วงเวลาต่างๆ ของวันอุปกรณ์ติดตามแสงอธิบายว่าอุปกรณ์ของทีมรักษามุมระหว่างเซลล์แสงอาทิตย์และลำแสงเลเซอร์ให้เกือบคงที่ เพิ่มประสิทธิภาพการแปลงแสงเป็นพลังงานของเซลล์ให้สูงสุดในขณะที่เลเซอร์เคลื่อนที่ ระบบไร้สายที่ตอบสนองต่อแสง
พวกเขาจึงวางแผนที่จะปรับแอคชูเอเตอร์ออปโตเมคานิกส์เพื่อให้ทำงานในส่วนต่าง ๆ ของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าได้ “เรายังหวังว่าจะสร้างอุปกรณ์ติดตามแสงอาทิตย์ที่สามารถใช้นอกห้องปฏิบัติการได้”(การติดตามดวงอาทิตย์) ดังกล่าวสามารถนำมาใช้เพื่อสร้างเซลล์แสงอาทิตย์ที่ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นได้
เขากล่าว
ในภาพนี้ ความจริงที่ว่าสิ่งมีชีวิตที่คิดได้และการเร่งความเร็วของจักรวาลเกิดขึ้นในเวลาเดียวกันในประวัติศาสตร์จักรวาลไม่ใช่เรื่องบังเอิญ ทั้งการก่อตัวของดาวฤกษ์และดาวเคราะห์ที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิตและการเปลี่ยนแปลงแก่นสารเป็นองค์ประกอบแรงดันลบนั้นถูกกระตุ้นโดยการโจมตีของสสาร
คำอธิบายนี้ไม่เกี่ยวกับมนุษย์อย่างแน่นอน การแสวงหาแก่นสารแก่นสารได้ทิ้งร่องรอยไว้บนจักรวาลในหลายวิธี ดังนั้นนักทดลองจึงมีวิธีการมากมายที่สามารถใช้ทดสอบพลังงานรูปแบบแปลกใหม่นี้ได้ ผลของการเร่งความเร็วขององค์ประกอบพลังงานมืดขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของความดันต่อความหนาแน่น
ของพลังงาน ค่าที่เป็นลบมากขึ้นของอัตราส่วนนี้ w นำไปสู่การเร่งความเร็วที่มากขึ้น แก่นสารและพลังงานสุญญากาศมีค่า w ต่างกัน ดังนั้นการวัดซูเปอร์โนวาที่แม่นยำยิ่งขึ้นในระยะทางที่ไกลขึ้นอาจแยกความเป็นไปได้ทั้งสองนี้ออกจากกันได้ ความท้าทายนี้เป็นแรงจูงใจสำหรับข้อเสนอ 2 ข้อ
ได้แก่ กล้องโทรทรรศน์สำรวจสรุปรูรับแสงขนาดใหญ่บนพื้นโลก (LSST) และโครงการเร่งความเร็วซูเปอร์โนวาในอวกาศ (SNAP) ซึ่งจะคอยตรวจสอบท้องฟ้าเพื่อหาซูเปอร์โนวาและปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่เปลี่ยนแปลงตามเวลาอื่นๆ ผู้เสนอโครงการเหล่านี้กำลังหาทุนอยู่
การเร่งความเร็วของจักรวาลยังส่งผลต่อจำนวนของกาแลคซีที่จะพบเมื่อสำรวจลึกเข้าไปในอวกาศ ด้วยการแก้ไขที่เหมาะสมเพื่อวิวัฒนาการและผลกระทบอื่นๆ ความหนาแน่นเฉลี่ยของกาแล็กซีจึงสม่ำเสมอทั่วทั้งอวกาศ ดังนั้นสำหรับระยะทางที่แน่นอน เราควรหาจำนวนดาราจักรใกล้เคียงและไกลออกไป
ในหลายกรณี แก่นสารมีปฏิสัมพันธ์กับสสารในลักษณะที่ส่งผลต่อแรงระหว่างอนุภาค จากนั้น ถ้าสนามแก่นสารเปลี่ยนแปลงทั้งทางโลกและทางอวกาศ มันจะทำให้กำลังของแรงระหว่างอนุภาคเปลี่ยนไปด้วย ดังนั้น การทดสอบอย่างต่อเนื่องสำหรับการเปลี่ยนแปลงค่าของค่าคงที่พื้นฐานทางกายภาพตามเวลา
อาจเป็นอีกแหล่งหลักฐานสำหรับแก่นสาร อาจเป็นไปได้ที่จะค้นหาเอฟเฟกต์ดังกล่าวด้วยการสังเกตการณ์ทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ (เช่น การแปรผันของการแยกไฮเปอร์ไฟน์ด้วยเรดชิฟต์) หรือในการทดลองด้วยเลเซอร์สเปกโทรสโกปีที่มีความแม่นยำสูงพิเศษ
credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100
