Araştırmacılar, termal terleme olarak bilinen bir fenomeni kullanarak, hareketli parça olmadan havada kalabilen güneş enerjisiyle çalışan uçan bir cihaz geliştirdiler. Sadece bir santimetre çapındaki bu minik cihaz, havanın cihazdan geçmesine izin veren ve kaldırma kuvveti oluşturan iki ince, delikli zardan oluşuyor. Her ne kadar henüz bir kavram kanıtı olmasa da ekip, cihazın ölçeklendirilmiş bir versiyonunun, Dünya atmosferinin incelenmesi özellikle zor bir bölgesi olan mezosferdeki ve hatta Mars’taki koşulları ölçmek için kullanılabileceğini umuyor.
Güneş enerjili uzay araçları
Hafif nanofabrikasyonlu yapılar yakın uzayda yükleri fotoforetik olarak fırlatabilir. Önerilen yapılar mikroskobik ölçekli tasarlanmış aerosollerden, yüzey akomodasyon katsayılarında farklılıklar olan santimetre ölçekli ince disklere ve metre ölçeğinde genişliğe kadar genişletilebilen nano ölçekli kalınlıktaki sandviç yapılara kadar uzanıyor.
Yapısal ve yüzey özelliklerinin fotoforetik fırlatma kuvvetlerini nasıl belirlediğine dair nicel anlayış, pratik bir uçan cihaz geliştirmek için gerekli. Burada, büyük cihazları fırlatmak için en umut verici fotoforetik mekanizma olarak termal terlemeye odaklanıyor.
Küçük bir mesafeyle ayrılmış iki delikli zardan oluşan bir yapı üzerindeki fırlatma kuvvetinin hibrit bir analitik-sayısal model kullanılıyor. Cihaz boyutu, zar delik yoğunluğu ve iki zarı birbirine bağlayan dikey bağların dağılımı dahil olmak üzere, her biri atmosferik irtifaya bağlı olarak optimum yapısal parametreleri belirliyor. Bu optimum parametreleri hedefleyerek, yapısal sertlik ve fotoforetik performans arasında verimli bir denge kuran, heterojen bir bağ dağılımına sahip yapılar üretiyor. Bu yapılar tarafından üretilen kaldırma kuvvetlerinin basınca nasıl bağlı olduğu, üç farklı molekül ağırlığına sahip gazlar kullanılarak ölçülüyor.
26,7 Pa hava basıncında, 750 W m -2 ile aydınlatıldığında , 1 cm genişliğindeki bir yapının fotoforetik olarak havaya yükselmesi gözlemlendi. Bu, güneş ışığının yaklaşık %55’i yoğunluğundadır.
