"Zikaden-Beschichtung" optimiert Solarzellen

Zwergzikade und ihr stark vergrößerter Rücken (Illustration: psu.edu, Wong, Wang)

State College (pte004/20.03.2024/06:15) - Forscher der Pennsylvania State University ( https://www.psu.edu/ ) nutzen die Eigenschaften von Zwergzikaden zur effektiven Beschichtung von Solarzellen. Denn so lässt sich der Wirkungsgrad erhöhen, meint Forschungsleiter Tak-Sing Wong. Die Partikel seien auch geeignet als Beschichtungen von Arzneimitteln, um sie vor lichtbedingten Schäden zu schützen sowie von effektiveren Sonnenschutzmitteln. Wongs Team ist es erstmals gelungen, die Partikel nachzubauen.

Stromausbeute steigt

"Diese Entdeckung könnte für technologische Innovationen sehr nützlich sein. Mit einer neuen Strategie zur Regulierung der Lichtreflexion auf einer Oberfläche könnten wir in der Lage sein, die thermischen Signaturen von Menschen oder Maschinen zu verbergen, also eine thermische Tarnkappe herzustellen", sagt Postdoktorandin Lin Wang.

"Es war bisher unklar, warum die Heuschrecken Partikel mit solch komplexen Strukturen produzieren. Es ist uns gelungen, diese Brochosomen mithilfe eines Hightech-3D-Druckverfahrens im Labor herzustellen. Wir fanden heraus, dass diese Partikel die Lichtreflexion um bis zu 94 Prozent reduzieren können", unterstreicht Wang.

Schutz vor Fressfeinden

Die Theorien darüber, warum sich die Heuschrecken mit einem Brochosomenpanzer umhüllen, reichen vom Schutz vor Verunreinigungen und Wasser bis hin zum Schutz vor Fressfeinden, die die Insekten aufgrund ihrer Rückenpartie leicht übersehen. Die Brochosomen haben einen Durchmesser von 600 Nanometern - etwa halb so groß wie ein einzelnes Bakterium - und die Poren der Brochosomen sind etwa 200 Nanometer groß. Offensichtlich ist die Einhaltung genau dieser Maße entscheidend für die optischen Eigenschaften der Partikel.

"Diesmal haben wir uns nur auf die Zwergzikade konzentriert. Aber es gibt noch viele weitere erstaunliche Insekten, die uns bei der Lösung verschiedener technischer Probleme helfen können. Sie sind nicht einfach nur Käfer, sie sind Inspirationen", schließt Wang. Zwergzikaden seien zwar unscheinbare Insekten. Sie trügen auf dem Rücken jedoch winzige Partikel, die eine ungewöhnliche, fußballähnliche Geometrie haben und Hohlräume einschließen. Bronchosomen absorbieren sowohl sichtbares als auch infrarotes und ultraviolettes Licht.

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