ביומימיקרי

משמעות המונח ביומימיקרי היא חיקוי החיים (Biomimicry: Bio=life; mimesis=imitate). ביומימיקרי היא דיסיפלינה רב-תחומית המקדמת חיקוי ולמידה מהטבע לפתרון בעיות בדרכים מקיימות.

אנרגיה סולארית בהשראת עין הזבוב

מבנה עין הזבוב מאפשר קליטת תמונה מזוית רחבה ביותר - ומהווה נדבך משמעותי במנגנוני ההשרדות של הזבוב. על בסיס מבנה מורכב זה, מפתחים מדענים עדשות לקליטת אור (לא רק אור השמש) מזוית רחבה.

האנושות מגיעה לשיא בניצול נפט ודלקים פוסיליים אחרים, בעוד על פי דו"ח מקינזי, 3 מליארד בני אדם עדיין נמצאים בחסר אנרגטי משמעותי. במקביל לאפקט ההתחממות הגלובלית והעליה הצפויה של 2.3% בדרישה לאנרגיה בעשור הקרוב, היום, יותר מתמיד, יש צורך במקור אנרגיה נקי מתחדש.
אחד ממקורות האנרגיה הזמינים והנקיים היא אנרגית השמש. אור השמש הוא מקור אנרגיה בלתי נדלה שיש ללמוד לנצלו ביעילות. בשנים האחרונות נעשים נסיונות רבים ליעל את השימוש באנרגיית השמש ולנצל יותר מ- 30% מהאור לאנרגיה. עלות יצור תאים פוטוולטאים מבוססי סיליקון עדיין גבוהה ומטרתם של מחקרים רבים היא:
  • להרחיב את ניצול האור למשך זמן ארוך יותר ביממה
  • להתמיר אור לאנרגיה ביעילות מירבית
  • לצמצם את אפקט החזרת האור
  • לנצל גם מקורות אנרגיה שאינם אור השמש כתאורת לד, תאורת רחוב וכל מקור אור בכל אורך גל.
עינו של לא אחר מאשר זבוב הבית (Musca domestica) היא מקור ההשראה לפיתוח מבנה עדשה חדשני לקליטת אורכי גל שונים של אור במערכות פוטוולטאיות.

תמונה באדיבות Knut Piwodda תחת רשיון GNU
מבנה העין של זבוב הבית, כפי שכל מי שניסה לתופסו יודע, מאפשר קליטת תמונה מזוית רחבה ביותר, זאת אודות למבנה מיקרוסקופי מורכב. אומנם תאים פוטוולטאים אינם מערכות אופטיות, אך ככל שזוית קליטת האור שלהם תהיה רחבה יותר, כזוית קליטת התמונה של הזבוב, יעילות ניצול האור, לא רק UV, תהיה גדולה יותר.
על בסיס מבנה עין הזבוב, פיתחו מדענים מארה"ב ומאיטליה (University of Salerno, University of Basilicata, Pennsylvania State University, ) עדשות מנסרה לשיפור הביצועים של תאי סיליקון סולארים. העדשות המצויות על פיסת הסיליקון במבנה מורכב, מאפשרות הגדלה משמעותית של החשיפה לאור.
בסימולציות הארה שונות, נמצא כי תכנון עדשות בהשראה ביולוגית יכולות לשפר באופן משמעותי את יכולת קליטת האור של תא הסיליקון הסולארי. רמת השיפור תלויה בחומר הנבחר לעדשות אלו וכן בתנאי הפעילות.
לכתבה המלאה