Die Sonne anzapfen
Direkte Umwandlung von Sonnenlicht in Bewegung
durch Organisation lichtempfindlicher Moleküle
Abbildung: Dr. David Bléger
Ein Team von Forschern der Humboldt-Universit?t zu Berlin (HU) und der Technischen Universit?t Eindhoven in den Niederlanden hat dünne Plastikfilme entwickelt, die sich kontinuierlich im Sonnenlicht bewegen. Derartige Materialien, die die Energie des Sonnenlichtes direkt in Bewegung umwandeln k?nnen, sind vielversprechende Kandidaten für die Entwicklung von solarbetriebenen aktiven Oberfl?chen, wie z.B. in selbstreinigenden Fenstern. Die Ergebnisse dieser Studie wurden jetzt in Nature Communications ver?ffentlicht.
Um die Energie der Sonne zu nutzen, sind in den vergangenen Jahren zunehmend alternative Strategien entwickelt worden, um die Probleme mit der Speicherung der Sonnenenergie zu umgehen und diese direkt in mechanische Arbeit umzuwandeln. Ein vielversprechender Ansatz dazu sind lichtbetriebene molekulare Systeme und Maschinen. Jedoch ist das Sammeln und Verst?rken der Reaktionen der einzelnen Moleküle bis hin zu messbarer mechanischer Arbeit nach wie vor eine gro?e Herausforderung. Auch wird hierzu bislang intensive, energiereiche UV-Strahlung ben?tigt, was derartige Systeme im Zusammenhang mit der Nutzung von gr??tenteils sichtbarem Sonnenlicht eher ungeeignet erscheinen l?sst.
Intensit?t und Wellenl?nge des Lichts entscheidend
Nun haben sich deutsche und niederl?ndische Chemiker zusammengetan und von Ihnen entwickelte Tetrafluorazobenzolfarbstoffe, die in grünem bzw. blauem Licht effizient ihre Form ?ndern, in Flüssigkristallen angeordnet. Letztere wurden dann durch eine Polymerisation in dünnen Plastikfolien fixiert, die sich im Sonnenlicht biegen und chaotisch hin und her schwingen. Durch Variation wichtiger Systemparameter fanden die Forscher heraus, dass die Auslenkung der Plastikfilme sowohl von der Intensit?t als auch von der Wellenl?nge des Lichts abh?ngt und nur im Falle gleichzeitiger Bestrahlung mit beiden Farben, d.h. grün und blau, eintritt. Im Ergebnis kann makroskopische Bewegung durch “einfaches” Sonnenlicht, d.h. ohne künstliche Lichtquellen, erzeugt werden.
Die Autoren prognostizieren alltagstaugliche praktische Anwendungen wie selbstreinigende Oberfl?chen z.B. bei Fenstern. Darüber hinaus sind die Ergebnisse für die Entwicklung von autonomen, sonnenlichtbetriebenen Nano- und Mikromaschinen von Bedeutung.
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Ver?ffentlichung
“A chaotic self-oscillating sunlight-driven polymer”
von: Kamlesh Kumar, Christopher Knie, David Bléger, Mark A. Peletier, Heiner Friedrich, Stefan Hecht, Dirk J. Broer, Michael G. Debije und Albertus P. H. J. Schenning
in: Nature Communications (2016), DOI: 10.1038/ncomms11975
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Dr. David Bléger & Prof. Stefan Hecht
Humboldt-Universit?t zu Berlin
Institut für Chemie & IRIS Adlershof
Tel.: 030 2093-7365
david.bleger@chemie.hu-berlin.de
sh@chemie.hu-berlin.de