Biomimeetilised nanoelemendid, magnetiit jt - tuleviku ehitusmaterjalid
Biomimeetilistest nanomaterjalidest töötatakse välja alternatiivi eelkõige ränipõhistele päikeseelementidele. Näiteks uurib Aalto ülikooli molekulaarmaterjalide töögrupp looduslike polümeeride molekulide iseorganiseerumist struktuurideks ja funktsionaalseteks materjalideks. Teadlaste üks konkreetne uurimisobjekt on tugev, kõva, vastupidav ja ühtlasi kerge looduslik materjal – pärlmutter.
Veealune maailm huvitab ka Californias asuva Riverside’i ülikooli teadlasi, kes tegelevad ühe merelimuse, Cryptochiton stelleri hambaid katva kõva magnetiidi põhjal odavate ja efektiivsete nanomaterjalide väljatöötamisega. Neid saaks kasutada mitmesugustes energiat muundavates rakendustes. Limuse hammaste ehitust ja kasvu imiteerides saab parandada päikeseelementide kasutegurit ja toota kiirelt laaduvaid liitiumioonakusid. Kivide pinnal kasvavatest vetikatest toituvate limuste suu on nagu konveierilindid, kus paikneb kõrvuti 70–80 rida hambaid. Samas tempos nagu hambarivid kividel kuluvad, kasvatab limune uusi „raudhambaid” asemele.
Magnetiit on üks tuntud biomineraal ehk elusorganismide tekitatav mineraal, mis ühtlasi on ka magnetiline aine. Hammaste moodustumise protsessi selgitamine võimaldab abiprofessor David Kisailuse töörühmal töötada välja löögi- ja kulumiskindlaid nanomaterjale kangastest autode ja lennukite keredeni. Cryptochiton stelleri hammaste struktuuri modelleerimisel on suur eelis teiste praeguste nanotehnoloogiate ees, kuna biomineraaliosakesi on võimalik valmistada madalal temperatuuril – mis tähendab väiksemaid tootmiskulusid.
Lillede kroonlehed ja päikesepaneelid
Lillede väga õhukesed kroonlehed, mis katavad suure pindala, inspireerisid Põhja-Carolina ülikooli teadlasi päikesepaneelile uut vormi nuputama. Peiulille või nelgi õie ehitust meenutavad päikeseelemendid on valmistatud germaaniumsulfiidist (GeS). Aurustudes moodustab see aine nanokilesid, mis eemalduvad üksteisest lille õielehtede taoliselt. GeS-nanolille kroonlehed on ainult 20–30 nanomeetri paksused, lille enda suurusega võrreldes on kroonlehtede pindala mitmekordne. Germaaniumsulfiid sarnaneb grafiidiga, mille aatomid moodustavad korrapärase struktuuriga kihid, grafiidi lagundamisel aatomipaksusteks kihtideks saadakse aga grafeeni.
Nii grafeen kui ka germaaniumsulfiid on väga tõhusalt päikesekiirgust neelav ja energiaks muundava struktuuriga materjal, mis sobib hästi päikeseelementides kasutamiseks. GeS ei ole mürgine ja on mõnevõrra odavam kui paljud tänapäeval päikeseelementide valmistamiseks kasutatavad materjalid.
Loodusest saadi idee ka valgustundlikel värvidel põhinevate DSC-paneelide väljatöötamiseks. Päikeseelemendi titaandioksiid-nanoosakesed (TiO2) kaeti klorofüllilaadsetest valgustundlikest elementidest koosnevate värvimolekulide kihiga.
Värvimolekulid muudavad päikesekiirguse elektriks samamoodi, nagu taimed sünteesivad päikesevalguse ja klorofülli abil süsinikdioksiidist ning veest neile eluks vajalikke orgaanilisi aineid. Teiseks pooljuhiks on titaandioksiid ja värvimolekulide kiht paikneb nende vahel. Materjali teeb huvitavaks see, et elektronid liiguvad CsSnI3 kilel väga kiiresti. See element töötab tõhusalt ka kuuma ilmaga, vastupidiselt ränipõhistele fotoelementidele, mis kaotavad töövõimet, kui temperatuur tõuseb üle +25 °C. Seda tehnoloogiat on võimalik rakendada mitut tüüpi elementidel. Elemendi õhuke ehitus sobib hästi masstootmiseks. Uue vastupidava DSC-elemendi kasutegur on 10,2%, mis on üsna lähedal seniste DSC-elementide 11−12% kasutegurile.
Põhjamaade värvikirev loodus koduõuel
Suure suve eel esitleb Wienerberger AS uut telliste sarja – Nordic Line’i klinkertelliseid, mis inspireeritud Põhjamaade loodusest – sügavatest metsajärvedest, kaljudest, kividest ja liivarandadest. Terca keraamiliste telliste tootevalikusse lisandunud kohalikust savist valminud ja kõrgel temperatuuril klinkriks põletatud tellised kannavad nimesid Tallinn, Stockholm, Helsinki ja Oslo. FAT-formaadis tellised sobivad viimistluskivina kandvate ja mittekandvate lisaviimistluseta välisseinte ehitamiseks; vaheseinte ja erinevate kujunduselementide ladumiseks; küttekollete välisvoodri ehitamiseks; välikaminate, grillide ja suitsuahjude ehitamiseks.
