Oulun yliopisto
Nano- ja molekyylisysteemien tutkimusyksikkö
Tiedote 28.11.2016
Oululaisfyysikot ovat onnistuneet kehittämään energiatehokkaan nanopinnan kasvien lehtien pintarakennetta mallintamalla. Polymeerimuovipinnalle tehdyn nanokalvon avulla aurinkopaneelien energiantuotto kasvaa jopa 17 prosenttia. Nanokalvoja voidaan hyödyntää myös esimerkiksi kasvihuoneiden lämmön ja valon tuotannossa.
Oulun yliopiston Nano- ja molekyylisysteemien tutkimusyksikkö julkisti tutkija Wei Caon johdolla havaintonsa funktionaalisten nanomateriaalien valmistamisesta biomimikoimalla vuonna 2015, ensimmäisenä maailmassa. Biomimikoinnin (so. eliöiden ja kasvien jäljittelyn) kohteena oli muun muassa lootuksen ja bambun lehdet.
”Evoluution ansiosta kasvit keräävät optimaalisesti auringon säteilyä. Me vain kopioimme eri kasvien lehtien pintarakenteen polymeerimuovikalvolle. Kun tällainen kalvo laitetaan aurinkopaneelin päälle, energiaa ei tule mistään lisää, mutta takaisinheijastus vähenee ja energiatuotanto kasvaa”, valaisee Nano- ja molekyylisysteemien tutkimusyksikköä johtava professori Marko Huttula.
Nanopinnan avulla voidaan tehostaa auringon lämmön ja valon hyödyntämistä myös mm. kasvihuoneissa. Niissä aurinkoenergian osuuden lisääntyminen palvelisi kestävää kehitystä, kun talvivihannesten tuotanto vaatisi vähemmän ostolämpöä. Biomimikoinnilla nanopinnasta saa myös vettähylkivän ja itsepuhdistuvan.
Tutkijat ovat onnistuneet kopioimaan millin miljoonaosan mittakaavaisen nanopinnan myös suoraan lasipinnalle ja piihin. Innovaatio voi siten muuttaa jopa aurinkopaneelien valmistusmenetelmän.
”Jatkossa on tarkoitus katsoa, voisiko menetelmää edelleen kehittää yhdistelemällä luonnon malleja, ja päihittää siten evoluution tulokset”, Huttula sanoo.
Nanopinnan tuotantomenetelmä ja käyttösovellukset on patentoitu. Tutkimuksen pohjalta on perustettu myös spinn off -yritys. Sekä tutkimus- että yritystoimintaa on tehty ja tehdään edelleen tiiviissä yhteistyössä kiinalaisten tutkijoiden, yliopistojen ja yritysten kanssa. Professori Marko Huttulan mukaan aktiivinen yhteistyö huippuosaajien kanssa ja yhteys laajoihin valmistusmarkkinoihin on erittäin tärkeää innovaation jatkokehityksen kannalta.
Oulun yliopiston Nano- ja molekyylisysteemien 45 hengen tutkimusyksikössä tutkitaan nanomateriaalien fysiikkaa ja pyritään ymmärtämään ja muokkaamaan materiaalien käyttäytymistä molekyylitasolla. Tutkimustyön tavoitteena on saavuttaa uutta tietoa ja innovaatioita esimerkiksi nanokatalyysimateriaaleista ja ilmakehän nanopartikkeleista. Monitieteinen tutkimusyhteistyö ulottuu puu- ja terästutkimukseen saakka.
Lisätietoja:
Professori Marko Huttula, Nano- ja molekyylisysteemien tutkimusyksikkö, Oulun yliopisto, puh. 0294 481 324
Artikkelit:
Replication of Leaf Surface. Structures for Light Harvesting (www.nature.com/scientificreports 2015)
A computational study of antireflection structures bio-mimicked from leaf surface morphologies (ScienceDirect.com 2016)
Nano and Molecular Systems Research Unit, University of Oulu
Viestintäpäällikkö Tapio Mäkinen, Oulun yliopisto, puh. 040 546 3413
Lue myös:
Millimetrin miljoonasosat hyötykäyttöön
LIITE kuvat (2):
Kuvassa 1. Greipin lehden pintarakenne miljoonakertaisena suurennoksena.
Kuvassa 2. Nanopintoja voidaan mallintaa ja niiden pintarakennetta muokata siirtämään valoa yhtä tehokkaasti kuin kasvin lehti.
* * * * * * * * * *
Oulun yliopisto
Viestintä, markkinointi ja yhteiskuntasuhteet
PL 8000
90014 Oulun yliopisto
[email protected]
0294 484 091
© Koodiviidakko Oy - Y-tunnus 1939962-1