كشفت دراسة حديثة أجراها علماء من جامعة توركو في فنلندا أن مزيجاً من النانو سليلوز مع صبغة مستخلصة من قشور البصل الأحمر يمكن أن يوفر حماية شبه كاملة للألواح الشمسية من تأثيرات الأشعة فوق البنفسجية، التي تعد السبب الرئيس في تدهور كفاءتها مع مرور الوقت. ونُشرت نتائج البحث في مجلة ACS Applied Optical Materials العلمية.

عادةً ما يتم تغطية الألواح الشمسية بطبقة رقيقة مصنوعة من مواد بترولية لحمايتها من الإشعاع فوق البنفسجي، غير أن هذه المواد ليست صديقة للبيئة ولا توفر الحماية المثالية على المدى الطويل. لذلك، يسعى الباحثون إلى تطوير بدائل حيوية قابلة للتحلل، وفي مقدمتها النانو سليلوز، الذي يتم الحصول عليه من خلال تفكيك الألياف السليلوزية إلى جزيئات نانوية.

تجربة علمية فريدة

قام الباحثون بتجربة أربع أنواع من الأفلام الواقية المصنوعة من النانو سليلوز، تمت معالجتها بطرق مختلفة باستخدام مستخلص البصل الأحمر، أيونات الحديد، واللجنين (وهو بوليمر طبيعي موجود في جدران الخلايا النباتية). 

حماية الألواح الشمسية

وأظهرت النتائج أن أفضل حماية تحققت باستخدام صبغة البصل الأحمر، حيث استطاعت هذه الطبقة أن:

تمنع مرور الأشعة فوق البنفسجية بطول موجي أقل من 400 نانومتر.

تسمح بمرور الأطوال الموجية بين 700 و1200 نانومتر، اللازمة لتوليد الكهرباء من أشعة الشمس.

وتفوقت نتائج الأفلام المعالجة بالبصل الأحمر على تلك المعالجة باللجنين، الذي قلّل لونه الداكن من شفافية الأفلام وفعاليتها.

اختبارات المتانة والاستدامة

اختبر العلماء متانة هذه المواد عبر تعريضها لضوء اصطناعي لمدة 1000 ساعة، وهو ما يعادل تقريباً سنة كاملة من التعرض لأشعة الشمس في مناخ أوروبا الوسطى. وبيّنت النتائج أن الأفلام القائمة على البصل الأحمر حافظت على فعاليتها، على عكس الأفلام المعالجة بأيونات الحديد التي لم تتمكن من الصمود.

أهمية الاكتشاف

يشير الباحثون إلى أن هذا الاكتشاف يمثل نقلة نوعية ليس فقط في مجال الطاقة الشمسية، بل يمكن أن يمتد ليشمل تطبيقات أخرى تحتاج إلى مرشحات بيولوجية صديقة للبيئة.