向日葵為什麼會追著太陽轉?因為莖部遮蔭側的細胞會膨大約 25%,使莖彎向陽光。康乃爾大學(Cornell University)研究團隊受此啟發,開發出一種會「追蹤陽光」的柔性太陽能織物。
技術原理
研究團隊將向日葵的細胞膨脹機制與摺紙/剪紙力學結合,再透過 3D 列印技術,製造出可在不同光照角度下自動調整姿態的太陽能面板。這種「HelioSkin」材料不需要電動馬達或感測器,完全靠材料本身的物理特性追蹤陽光。
應用場景
- 可伸縮屋頂:體育場、停車場的柔性太陽能覆蓋
- 大樓外牆:建築整合型太陽能(BIPV)
- 臨時設施:救災帳篷、戶外活動的可攜式發電
研究進展
此專案獲得美國國家科學基金會(NSF)65 萬美元資助,目前處於實驗室驗證階段,預計第三年進入商業化早期階段。研究目標是讓柔性太陽能的發電效率接近傳統追日系統,同時大幅降低安裝成本和結構負重。
仿生設計的啟示
這項研究展示了「向自然學習」的設計思維如何解決工程問題。當傳統太陽能追日系統需要複雜的機械結構和電子控制時,大自然早已用最簡單的細胞膨脹機制完成了同樣的任務。
資料來源:Cornell Chronicle — Solar solutions: Bio-inspired approach creates bespoke photovoltaics
📚 文獻來源