Ανανεώσιμες Πηγές

Είναι η σφήκα το κλειδί για την ανανεώσιμη ενέργεια;

Ένας φυσικός ανακαλύπτει πως το εξωτερικό κέλυφος της σφήκας μπορεί να αποθηκεύσει ηλιακή ενέργεια

Όπως κάθε παιδί του γυμνασίου γνωρίζει, στην διαδικασία της φωτοσύνθεσης, τα φυτά παίρνουν την ενέργεια του ηλίου και τη μετατρέπουν σε ηλεκτρική. Τώρα, μια ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Τελ Αβίβ επιδεικνύει με ποιο τρόπο ένα μέλος του ζωικού βασιλείου, η Ανατολική Σφήκα, μετατρέπει επίσης την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρική –στα καφέ και κίτρινα μέρη του σώματός της.

«Το ενδιαφέρον εδώ είναι πως ένα ζωντανό, βιολογικό ον μπορεί να κάνει κάτι τέτοιο,» λέει ο φυσικός καθηγητής David Bergman του Τμήματος Φυσικής και Αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο του Τελ Αβίβ και μέλος της ομάδας που έκανε την ανακάλυψη. «Η σφήκα μπορεί να έχει ανακαλύψει πράγματα που εμείς ακόμα δε γνωρίζουμε». Σε συνεργασία με τον αποθανόντα καθηγητή Jacob Ishay του Τμήματος Ιατρικής στο Πανεπιστήμιο Sackler, ο καθηγητής Bergman και η διδακτορική του φοιτήτρια Marian Plotkin συμμετείχαν σε ένα πραγματικά διεπιστημονικό ερευνητικό έργο για την εξήγηση των βιολογικών διαδικασιών που μετατρέπουν την κοιλιά μιας σφήκας σε ηλιακά κύτταρα.

Η ερευνητική ομάδα έκανε την ανακάλυψη πριν χρόνια, και πρόσφατα προσπάθησε να την μιμηθεί. Τα αποτελέσματα δείχνουν πως το κέλυφος της σφήκας, ή αλλιώς ο εξωσκελετός της, είναι ικανό να αποθηκεύσει ηλιακή ενέργεια. Δημοσιεύτηκαν πρόσφατα στο Γερμανικό περιοδικό Naturwissenschaften.

Ανακαλύπτοντας ένα νέο σύστημα για ανανεώσιμη ενέργεια;

Προηγουμένως, οι εντομολόγοι σημείωναν πως οι Ανατολικές σφήκες, σε αντίθεση μe άλλες σφήκες και μέλισσες, είναι παραγωγικές το απόγευμα και όχι το πρωί, όταν ο ήλιος ανατέλλει. Παρατήρησαν επίσης πως η σφήκα σκάβει πιο έντονα καθώς ανεβαίνει η σφοδρότητα του ήλιου.

Μεταφέροντας αυτήν την πληροφορία στο εργαστήρι, η ερευνητική ομάδα του Πανεπιστημίου του Τελ Αβίβ μελέτησε καιρικές συνθήκες όπως η θερμοκρασία, η υγρασία και η ηλιακή ακτινοβολία για να καθορίσει εάν, και με ποιο τρόπο, αυτοί οι παράγοντες επηρεάζουν την συμπεριφορά της σφήκας, όμως βρήκαν πως η ακτινοβολία UVB από μόνης της καθόριζε την αλλαγή.

Κατά τη διάρκεια της έρευνάς της, η ομάδα του Τελ Αβίβ βρήκε επίσης πως οι καφετιές και κίτρινες γραμμές πάνω στην κοιλιά της σφήκας ενισχύουν ένα φωτοβολταϊκό εφέ: αυτές οι γραμμές στην κοιλιά της μπορούν να απορροφούν ηλιακή ακτινοβολία, και το κίτρινο χρώμα μετατρέπει αυτήν την ενέργεια σε ηλεκτρικό ρεύμα.

Η ομάδα καθόρισε πως το καφέ κέλυφος της σφήκας δημιουργήθηκε από ραβδώσεις που χωρίζουν το φως σε αποκλίνουσες ακτίνες. Η κίτρινη γραμμή δημιουργείται από εμβαθύνσεις μικρών τρυπών και περιέχει ένα χρώμα που ονομάζεται ξανθοπτερίνη. Όλα μαζί, το φως, οι αποκλίνουσες ακτίνες, οι εμβαθύνσεις των τρυπών και η ξανθοπτερίνη, μετατρέπουν το φως σε ηλεκτρική ενέργεια. Το κέλυφος παγιδεύει το φως και το χρώμα κάνει την μετατροπή.

Μια βιολογική αντλία θέρμανσης

Οι ερευνητές βρήκαν επίσης μια σειρά από ενεργειακές διαδικασίες, μοναδικές σε αυτό το έντομο. Όπως τα κλιματιστικά και τα ψυγεία, η σφήκα έχει ένα ιδιαίτερα αναπτυγμένο σύστημα θέρμανσης στο σώμα της το οποίο διατηρεί ψυχρότερη εξωτερική θερμοκρασία κατά τη διάρκεια συλλογής φωτός από τον ήλιο. Αυτό δεν είναι κάτι εύκολο, λέει ο καθηγητής Bergman.

Για να διαπιστωθεί εάν η ικανότητα συλλογής ηλιακής ενέργειας της σφήκας μπορεί να αναπαραχθεί, η ομάδα μιμήθηκε το σχήμα του σώματος της σφήκας όμως τα αποτελέσματα στην προσπάθεια να επιτευχθούν τα ίδια υψηλά ποσοστά αποδοτικότητας στην συλλογή ενέργειας, ήταν αποθαρρυντικά. Στο μέλλον, σχεδιάζουν να τελειοποιήσουν το μοντέλο για να δουν αν αυτή η «βιο-μίμηση» μπορεί να δώσει στοιχεία για νέες λύσεις ανακυκλώσιμης ενέργειας. Η ερευνητική ομάδα ανακάλυψε επίσης πως οι σφήκες χρησιμοποιούν τέλεια ακονισμένα ακουστικά σινιάλα για να τις οδηγούν, ώστε να είναι σε θέση να χτίσουν τις κηρήθρες τους με ασυνήθιστη ακρίβεια στο απόλυτο σκοτάδι. Οι μέλισσες μπορούν, τουλάχιστον, να βλέπουν τι κάνουν, εξηγεί ο καθηγητής Bergman, όμως οι σφήκες δε μπορούν –υπάρχει απόλυτο σκοτάδι μέσα στη φωλιά μιας σφήκας.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Close