Vật liệu quang hướng Khi mặt trời thay đổi vị trí trên bầu trời, hoa hướng dương cũng liên
Vật liệu quang hướng
Khi mặt trời thay đổi vị trí trên bầu trời, hoa hướng dương cũng liên tục tự đổi hướng theo hướng của mặt trời để hấp thụ ánh sáng nhiều nhất. Tương tự như vậy, giờ đây một loại vật liệu nhân tạo cũng có thể làm được điều đó.
Theo công bố của các nhà nghiên cứu trên Tạp chí Công nghệ Na-nô Tự nhiên (Nature Nanotechnology), đây là vật liệu nhân tạo đầu tiên có khả năng quang hướng. Theo bài báo này, nhà vật liệu học Ximin He (Khoa Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu, Đại học California, Los Angeles, Hoa Kỳ) và các đồng nghiệp của cô đã chế tạo được một loại vật liệu nhân tạo hình trụ giống như thân cây, được đặt tên là SunBOT, có khả năng di chuyển theo hướng mặt trời để thu được 90% ánh sáng mặt trời chiếu lên bề mặt ở góc 75 độ. Các nhà nghiên cứu cho biết một ngày nào đó, vật liệu này có thể được dùng trong các ứng dụng như tối ưu hóa công suất các tấm pin mặt trời, khử muối trong nước, hoặc di chuyển rô-bốt.
Một số nhà khoa học khác đã tạo ra các chất nhân tạo có thể uốn cong về phía ánh sáng, nhưng không có khả năng đổi hướng linh hoạt theo hướng mặt trời. Chúng không thể di chuyển vào vị trí tốt nhất để đón ánh sáng mặt trời. Trong khi đó, SunBOT có thể tự điều chỉnh, di chuyển vào vị trí tối ưu cần thiết để hấp thụ các tia sáng mặt trời, ngoài ra chúng có thể thực hiện các điều chỉnh nhỏ để đổi hướng theo hướng mặt trời khi mặt trời thay đổi vị trí.
Khả năng đó đến từ cấu tạo và hình dạng của SunBOT: một loại pô-li-me giống thân cây có đường kính khoảng 1 mm được phủ bởi vật liệu na-nô. Vật liệu na-nô có khả năng hấp thụ ánh sáng và chuyển nó thành nhiệt, khi đó các pô-li-me co lại để đáp ứng với nhiệt độ tăng.
Khi Ximin He và các đồng nghiệp chiếu một chùm ánh sáng lên một trong những thân cây nhân tạo này, phía được chiếu sáng nóng lên và co lại. Điều đó khiến cho đỉnh của nó uốn cong về phía ánh sáng. Khi đó, mặt dưới được che khuất bởi thân cây và được làm mát, khiến SunBOT không di chuyển khỏi vị trí tốt nhất để hấp thụ ánh sáng. Quá trình này lặp đi lặp lại khi góc chiếu của chùm ánh sáng thay đổi.
Ban đầu, để chế tạo SunBOT, các nhà nghiên cứu đã sử dụng các hạt na-nô vàng và hi-đrô-gien (mạng lưới các chuỗi pô-li-me có tính ưa nước). Nhưng các thử nghiệm với các vật liệu khác, chẳng hạn như ô-xít gra-phin và pô-li-me tinh thể lỏng, đã cho thấy các thành phần này có thể được trộn lẫn và kết hợp với nhau.
Ông Seung-Wuk Lee, nhà nghiên cứu tại Đại học California, Berkeley, người không tham gia nhóm nghiên cứu cho rằng: “Nếu hiểu rõ về các vật liệu và nguyên tắc hoạt động của chúng, các nhà khoa học có thể sử dụng các vật liệu này trong các môi trường khác nhau cho các ứng dụng khác nhau”. Chẳng hạn, theo kết quả nghiên cứu của nhóm Ximin He, các SunBOT hi- đrô-gien có khả năng hoạt động trong môi trường nước.
Theo Ximin He, SunBOT có thể được xếp thành hàng để bao phủ toàn bộ một bề mặt, tạo ra một khu rừng hoa hướng dương thu nhỏ. Bề mặt phủ bằng vật liệu này có thể giải quyết một trong những vấn đề lớn nhất về năng lượng mặt trời: đối với các vật liệu thông thường, việc đổi hướng liên tục theo hướng mặt trời là không thể. Các vật liệu ở yên một vị trí như tế bào pin mặt trời trên một tấm pin mặt trời - chỉ hấp thụ khoảng 22% năng lượng mặt trời.
Bằng cách tạo ra một vật liệu có thể hướng theo ánh sáng mặt trời, các nhà nghiên cứu có thể đã mở ra cánh cửa mới cho các thiết bị có khả năng hấp thụ tối đa năng lượng mặt trời, ngay cả khi mặt trời di chuyển. Ông Seung-Wuk Lee cho rằng: “Đây là một thành quả quan trọng mà các nhà nghiên cứu đã đạt được”.
(Nguồn: “Vật liệu nhân tạo quang hướng đầu tiên giúp nâng cao hiệu suất các tấm pin mặt trời”, Sofie Bates, Tạp chí ScienceNews, 2019)
Trả lời cho các câu 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 dưới đây:
Ý nào dưới đây thể hiện rõ nhất nội dung chính của bài đọc trên?
Đáp án đúng là: A
Đáp án cần chọn là: A
Theo bài đọc, từ "quang hướng" ở dòng 5 có nghĩa là gì?
Đáp án đúng là: D
Đáp án cần chọn là: D
Theo bài đọc, ai là người có tên trong công bố trên Tạp chí Công nghệ Nano tự nhiên?
Đáp án đúng là: A
Đáp án cần chọn là: A
Vật liệu SunBOT có thể KHÔNG được sử dụng cho mục đích nào dưới đây?
Đáp án đúng là: D
Đáp án cần chọn là: D
Câu nào dưới đây mô tả rõ nhất về SunBOT?
Đáp án đúng là: B
Đáp án cần chọn là: B
SunBOT hoạt động dựa trên cơ sở nào dưới đây?
Đáp án đúng là: D
Đáp án cần chọn là: D
Việc nhắc đến SunBOT hi dro gien trong đoạn 7 nhằm mục đích gì?
Đáp án đúng là: D
Đáp án cần chọn là: D
Theo học giả Seung Wuk Lee,
Đáp án đúng là: D
Đáp án cần chọn là: D
Quảng cáo
Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí
>> 2K8 Chú ý! Lộ Trình Sun 2026 - 3IN1 - 1 lộ trình ôn 3 kì thi (Luyện thi 26+ TN THPT, 90+ ĐGNL HN, 900+ ĐGNL HCM, 70+ ĐGTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com.Đầy đủ theo 3 đầu sách, Thầy Cô giáo giỏi, luyện thi theo 3 giai đoạn: Nền tảng lớp 12, Luyện thi chuyên sâu, Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
Hỗ trợ - Hướng dẫn
-
024.7300.7989
-
1800.6947
(Thời gian hỗ trợ từ 7h đến 22h)
Email: lienhe@tuyensinh247.com
