Biomimesi: dalle farfalle alle celle solari

Sfogliare la banca dati di madre natura e trovare soluzioni ai problemi nei campi più disparati, dall’ottica all’informatica, dalla medicina alla moda, dall’ingegneria aerospaziale al design architettonico: è la biomimesi, tendenza che sta rivoluzionando la tecnologia mondiale e di cui ora si torna a parlare in riferimento all’innovativa accoppiata farfalle/energia solare.
Questi insetti appartengono all’ordine dei Lepidotteri, parola che significa letteralmente “ali con le squame”, in relazione alla presenza di minute scaglie, che rivestono l’insetto, come piccolissime tegole sovrapposte tra loro, in grado di conferire le colorazioni specifiche. E’ stato scoperto che le scaglie contenenti i pigmenti più scuri sono caratterizzate da una peculiare struttura fisica a nido d’ape che “intrappola” la luce, rendendola più facile da assorbire, proprio come un cavo a fibra ottica; proprio su questa loro particolarità hanno volto la loro attenzione un gruppo di scienziati sino-giapponesi mentre lavoravano alla messa a punto di materiali capaci di incrementare l’immagazzinamento della luce solare nelle celle organiche.
Si tratta nello specifico della realizzazione dei fotoanodi, lo strato di materiale foattivo contenete il pigmento, delle celle Gratzel(dette anche celle dye-sensitized), che i ricercatori hanno sintetizzato utilizzando le stesse scaglie come trama biologica. Sono stati così ottenuti fotoanodi a triplice struttura, disposti a ricomporre la forma originale delle lamelle sull’ala, calcinati su un film di biossido di titanio anatase. Quest’ultimo riveste un substrato vetroso, ricoperto di ossido di stagno e drogato con il fluoruo. Il risultato è una struttura perfettamente cristallina. I successivi esami di laboratorio hanno dimostrato ai ricercatori che le celle aventi questi microscopici collettori solari siano di gran lunga più efficienti nell’assorbire la luce rispetto al convenzionale fotovoltaico a pigmenti organici. Le analisi dei singoli spettri di assorbimento alla lunghezza d’onda della luce visibile hanno, infatti, conferito un più 10% di rendimento che ha spinto gli scienziati a proseguire nella direzione intrapresa, con la speranza, visto anche la semplicità e la velocità del processo produttivo, di arrivare presto a dispositivi commercialmente validi.

fonte: rinnovabili.it