Por su naturaleza, las mariposas son insectos lepidópteros que necesitan luz solar para calentar su cuerpo y poder volar. Fue justamente la característica de las mariposas que hicieron concebir la idea para este diseño de paneles solares.
Un estudio, publicado en Science Advances, explica cómo la estructura de las alas negras de las mariposas tiene utilidad para crear paneles solares doblemente eficientes y capaces de absorber mayores cantidades de luz.
Ya sabemos que los paneles solares fotovoltaicos son un conjunto de celdas solares que transforman la energía del sol en electricidad útil que puede ser utilizada en todo tipo de edificaciones.
También sabemos que se conforman de numerosas celdas encargadas de convertir la luz en electricidad, usualmente materiales gruesos que deben colocarse con un cierto ángulo respecto del suelo para aprovechar la mayor cantidad de luz solar.
Existen células solares de película fina con un grosor menor y con un gran potencial para evitar aquellos incovenientes que los gruesos pueden arrastrar, sin embargo estos suelen utilizarse únicamente en aparatos de medidas pequeñas, como calculadoras o relojes.
Basados en esta característica liviana, y empleando técnicas de biometrismo, los científicos estudiaron las alas de la mariposa negra e imitaron su estructura para crear células solares extradelgadas y muy eficientes. Siendo aún un modelo prototipo, éstas serían capaces de absorber una gran cantidad de luz y energía solar, independientemente de la posición en que se coloquen, además de su facilidad de fabricación.
Para descubrir el porqué de tan alto nivel de eficiencia, los científicos del Instituto de Tecnología de California dirigidos por el bioingeniero Radwanul Siddique, observaron las alas con un microscopio electrónico y crearon un modelo tridimensional de sus nanoestructuras.
Las alas de este insecto se constituyen a partir de la superposición de pequeñas escamas que cubren una superficie llena de agujeros aleatoriamente espaciados, cada uno con menos de una millonésima de metro de diámetro y que contribuyen a dispersar la luz y ayudan al insecto a absorber el calor.
«Los agujeros son aleatorios, no sólo en su distribución, sino también en su forma y tamaño», explicó el bioingeniero Siddique. Los creadores de este panel emplearon modelos informáticos con los que se llegó a la conclusión de que la posición y el orden de los agujeros eran factores fundamentales para la absorción de la luz, a diferencia de la forma.
Basándose en estos modelos, crearon un modelo de estructura similar a las alas de las mariposas, utilizando láminas extremadamente delgadas fabricadas en silicio amorfo hidrogenado, y con el mismo tipo de orificios.
Usualmente, los paneles necesitan colocarse en un ángulo determinado para generar mucha energía en determinadas horas y para continuar con esta eficacia, es preciso reposicionarlo.
En este caso, los paneles de Siddique y su equipo serían capaces de producir mucha más energía eléctrica durante todo el día, pues la conformación de la estructura actúa de forma similar a la de las alas de la mariposa, captando luz solar en todo momento.
Estas nuevas células constituidas a partir de la técnica de almacenamiento de calor de las alas de mariposa serían más económicas y ligeras, y además conseguirían acumular más energía durante el día.
Se desconoce cuándo podría implementarse la técnica desarrollada por Siddique, pero tal y como apunta la investigación, las ventajas de esta técnica podrían resolver el futuro de almacenamiento de calor.
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