48 FuE interaktiv 2 | 2020
riert , was sich als unregelmäßiges Lochmuster mit Löchern in der Größenordnung von 300 nm ausdrückt . Dies hat den verblüffenden Effekt , dass sie Licht nahezu im gesamten Spektral - be reich absorbieren und das auch noch aus allen Einfalls winkeln . Also auch hier wie bei der Motte : Vermeidung von Reflektion , nur mechanistisch anders realisiert .
Radwanul Hasan Siddique vom KIT stellte im Rahmen seiner Dissertation eine Matrix aus verschieden großen ungeordneten Nanolöchern her . Die Matrix wurde dann in einem dünnen siliziumbasierten photovoltaischen Absorber geätzt . Ein Vergleich der Lichtabsorption von Dünnschicht-Solarzellen mit und ohne Nanoschicht zeigte eine 90-Prozent-Zunahme bei senkrechtem Einfallswinkel und über 200 Prozent für flache Einfallswinkel im Vergleich zu einem unstrukturierten Layout .
Dieser Effekt wird sehr wahrscheinlich den Wettbewerb zwischen Dick- und Dünnschicht-Solarzellen entscheiden . Mit nur einem Hundertstel Dicke ist die Dünnschichtzelle leichter als die Dickschichtzelle , sie ist in der Herstellung einfacher und damit insgesamt etwa 30 Prozent kostengünstiger . Sie produzieren aber auf der gleichen Fläche auch 20 bis 40 Prozent weniger Strom .
Wenn die Dünnschichtzellen in der Leistung mit diesem Effekt gegenüber den Dickschichtzellen aufholen , insbesondere weni ger empfindlich auf suboptimale Sonnenstand- und Schwachlichtbedingungen sind , dann wird die Ressourcen - schonung und der Käufer der Dünnschicht-Solarmodule auf jeden Fall Gewinner sein . nismus blieb aber sehr ähnlich . Der Legestachel besteht aus drei Lanzen , die über Gleitrippen ( Schwalbenschwanz struk - turen ) sich alternierend zueinander bewegen . Zwischen diesen liegt der Eikanal , durch den dann final das Ei gepresst wird . Die Lanzen weisen entweder Raspel- oder Schaufelzähne auf , mit denen sie hartes Material wie Holz , Lehm oder Samen abtragen und hinaustransportieren .
Dieser Mechanismus stellt die einzige Alternative zu dem vom Menschen in der Jungsteinzeit erfundenen Drehbohren dar . Alle maschinellen spanabhebenden Verfahren beruhen auf dem drehenden Bohren .
Eine technische Übertragung des sogenannten Pendelhub - verfahrens der Hautflügler vereint vielversprechende Allein - stellungsmerkmale : Das Loch muss nicht rund werden . Der Bohrer kann auch gekrümmte Löcher bohren . Er erzeugt kein Drehmoment auf das Werkstück . Und schließlich bohrt der Bohrer sich auch mit wenig Axialkraft in das Substrat . Insek - ten müssen nur wenig Kraft aufbringen , damit der Lege stachel in das zu durchbohrende Material eindringt . Der Bohrer raspelt sich selbstständig in die Tiefe , sobald die Spitze die Ober fläche durchdrungen hat und die ersten Raspelzähne greifen . Ein Bohren unter reduzierter Schwerkraft – wie unter Wasser oder extraterrestrisch – ist damit möglich .
Bohren wie die Holzwespen
Neben dem mit Effizienzsteigerungen oder Ressourcens cho - nung quantifizierbaren Profit , der aus dem Nutzen der biologischen Vorbilder entsteht , gibt es Vorbilder , die zunächst einfach Chancen bieten , althergebrachte Technologien oder Methoden zu ersetzen .
Ein solch faszinierendes Vorbild ist der Legestachel der sogenannten Hautflügler . Mit 150 000 bekannten Arten gehören Ameisen , Bienen und Wespen zu eine der artenreichsten und bekanntesten Insektengruppen . In dieser Gruppe wurde der Ei-Legestachel entwickelt , um das Ei in tieferen Schichten auf oder in einem Wirtstier abzulegen . Von einigen Arten wurde er später sekundär als Stechapparat zur Verteidigung umgenutzt . Die ist ein Grund , warum nur weibliche Bienen und Wespen stechen können . Der komplexe Aufbau und Mecha -
Steuert also ein Asteroid künftig auf die Erde zu , müssten wir weniger befürchten , das Schicksal der Dinosaurier zu teilen , deren Zeitalter vor 65 Millionen Jahren durch einen gigantischen Meteoriteneinschlag endete . Durch das Pendelhub bohren , dessen Funktionsprinzip schon vor über 300 Millionen Jahren von kleinen Insekten entwickelt wurde , könnte ein Aste roid letztlich wirksam gesprengt werden . n
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