Các nhà khoa học thuộc Đại học Michigan, Hoa Kỳ cho biết họ vừa phát triển thành công một công nghệ thay thế đơn giản hơn, xuất phát từ cảm hứng về nghệ thuật cắt giấy cổ xưa Kirigami có nguồn gốc từ Nhật Bản. Báo cáo kết quả nghiên cứu của họ được công bố trên tạp chí Nature Communications.

Các kỹ sư của đại học Michigan cho biết họ đã làm việc và tham khảo ý kiến tư vấn của Matthew Shlian - một nghệ nhân gấp giấy đồng thời cũng là giảng viên tại trường Cao đẳng Nghệ thuật và Thiết kế. Nghệ sĩ tài ba này đã cho nhóm kỹ sư quan sát một mô hình kirigami có kiểu dáng thiết kế phù hợp với công nghệ họ đang nghiên cứu thực hiện. Về cơ bản, mô hình có kiểu dáng bao gồm các đường nếp ngang xếp chồng lên nhau được cắt rời trên một tờ giấy.

Nghiên cứu sinh Aaron Lamoureux và phó giáo sư Max Shtein đã tiến hành mô phỏng một phiên bản tiên tiến của mô hình trên một tấm nhựa Kapton có gắn các pin năng lượng mặt trời.

Theo đó, nhóm nghiên cứu cho biết khi đứng yên tại một vị trí nhất định, tấm nhựa Kapton ở dạng phẳng. Tuy nhiên, khi được kéo giãn ra, các dải plastic giữa các đoạn cắt (và các pin mặt trời gắn trên tấm nhựa) xoay sang một bên - mức độ xoay có thể được dễ dàng thực hiện và kiểm soát bằng cách điều chỉnh mức độ kéo giãn tấm nhựa. Các tấm pin mặt trời được gắn trên bảng điều khiển quang điện bên dưới một tấm kính và có thể chuyển động xoay hướng theo mặt trời, ngay cả trong trường hợp tấm bảng tự nó không xoay.

Trong một thử nghiệm, các kỹ sư đã quan sát và kết luận rằng tấm kirigami có khả năng tạo ra nhiều hơn 36% năng lượng so với pin truyền thống. Hệ thống pin xoay theo hướng mặt trời có gắn động cơ thông thường chỉ hoạt động hiệu quả hơn một chút, ở mức 40%.

“Công nghệ mới có tiềm năng đáng kể, vì vậy, chúng tôi đang tích cực theo đuổi các ứng dụng thực tế. Điều quan trọng và ý nghĩa nhất là công nghệ này có thể giúp giảm thiểu đáng kể chi phí cho hệ thống thiết bị điện năng lượng mặt trời", Shtein cho biết.