Исследование, опубликованное в журнале ACS Applied Optical Materials, показало: эта экологичная альтернатива нефтехимическим покрытиям блокирует до 99,9% УФ-излучения и при этом сохраняет высокую прозрачность в видимом и инфракрасном спектре.
Традиционно солнечные элементы защищают от УФ-излучения плёнками из ПВФ или ПЭТ — материалов на нефтяной основе. Но специалисты Университета Турку, совместно с коллегами из университетов Аалто (Финляндия) и Вагенингена (Нидерланды), решили проверить, могут ли биоразлагаемые полимеры быть не хуже. В качестве основы они взяли наноцеллюлозу — материал из древесных волокон, обработанный до состояния нановолокон — и усилили её тремя типами природных добавок: лигнином, ионами железа и экстрактом красного лука.
Плёнка с луковым красителем показала лучшие результаты:
— Блокировка УФ-излучения до 400 нм — 99,9%,
— Пропускание света в диапазоне 650–1100 нм — более 80%,
— Стабильность свойств после 1000 часов испытаний под интенсивным светом, что соответствует году эксплуатации на открытом воздухе.
В ходе испытаний биоплёнки накладывали на чувствительные солнечные элементы, сенсибилизированные красителем, — именно такие панели особенно уязвимы к ультрафиолету. Результаты показали, что наноцеллюлоза с красителем не только эффективна, но и устойчива к выцветанию и снижению прозрачности, в отличие от, например, плёнок с железом, которые теряли прозрачность со временем.
«Наше исследование впервые сравнило долговременное поведение разных биофильтров, и стало понятно: не всё, что работает вначале, выдерживает реальную нагрузку. Экстракт красного лука оказался и эффективным, и стабильным», — рассказал автор работы Рустем Низамов.
Профессор Кати Миеттунен добавляет, что разработки на основе древесного сырья могут стать важной частью экологичных решений в солнечной энергетике и электронике, включая биоразлагаемые компоненты для датчиков в упаковке продуктов или автономные элементы питания.
В условиях, когда устойчивость и экологичность становятся ключевыми в технологиях, такие материалы — шаг к «зелёной» электронике нового поколения, способной защищать как устройства, так и природу.
