Kada za oblačnog dana (ili po noći)  hoću vidjeti gdje je sjever, gdje jug, gdje je istok, a gdje zapad – ukratko, kad  hoću znati strane svijeta – ne gledam na mahovinu, nego na naplatni automat na parkiralištu, ili još bolje, na svjetionik (ako sam pokraj mora). Nije riječ, da se razumijemo, o naplati parkiranja ili o pristajanju u luku, nego o napajanju Sunčevom energijom. Ako ste na to skrenuli pozornost, mogli ste primijetiti da je fotonaponska ploča uvijek nagnuta, a usto je okrenuta u smjeru istok-zapad, što će reći da uvijek gleda prema jugu. Razlog tome je očit: tako okrenuta, ploča će biti cijelog dana osvijetljena. A nagib? Nagib odgovara (ili bi trebao odgovarati) zemljopisnoj širini na kojoj se fotonaponska ploča nalazi.

To dobro znaju oni koji postavljaju takve uređaje (parkirne automate i svjetionike), no i oni koji stavljaju fotonaponske ploče ili uređaje za grijanje vode u svoja dvorišta ili na krovove. To je zato što osvjetljenje (ozračenje) površine (P) ovisi o kutu upadne svjetlosti, ili točnije, matematički precizno, P = P_maxcosθ, tj. ozračenje će biti najveće kada je Sunce u zenitu (θ = 0^o), a neće ga biti kada je Sunce na zalazu (θ =  90^o). No zbog stalnog nagiba takvim se jednostavnim uređajima ne može iskoristiti sva energija Sunca: godišnje se može iskoristiti najviše 4500 MJ/m² u Zagrebu te 5700 MJ/m² u sunčanom Splitu. U idealnom slučaju, u svemiru (solarna konstanta iznosi 1,353 kW/m²), na istu površinu, kvadratni metar, solarnog kolektora pristigne godišnje 42.668 MJ, dakle skoro deset puta više energije. Jasno je zašto: tamo su solarne ploče stalno okrenute prema Suncu i, razumije se, u svemiru nema ni dana ni noći.

Ovdje na Zemlji možemo učiniti isto, napraviti uređaj koji će pratiti Sunce. No takvi su uređaji komplicirani i skupi, a usto su podložni kvarovima te troše energiju za pokretanje. Svemu tome su doskočili kineski znanstvenici na radu u Sjedinjenim Državama. Nedavno je naime u časopisu Nature Nanotechnology osvanuo znanstveni rad intrigantnog naslova: „Artificial phototrophism for omnidirectional tracking and harvesting of light (Umjetna fototropija za praćenje i iskorištavanje svjetlosti iz svih smjerova)“. Da bi čitatelju bilo odmah jasno o čemu se radi, spomenut ću kraticu SunBOT,  a ona znači „sunflower-like biomimetic omnidirectional tracker“, dakle – još kraće – umjetni suncokret.

Suncokret (i druge biljke) se okreću prema Suncu. Ta se pojava, znamo iz biologije, zove fototropija. No umjesto stabljike ili peteljke znanstvenici su se poslužili gelom napravljenom od fotoresponzivog polimera – materijala koji se skuplja a ne širi (poput kovina) kada se zagrije. Polimeru su dodali nanočestice zlata (AuNP) ili reduciranog grafen-oksida (rGO), kako bi mogao apsorbirati zračenje. Kako se polimer zvao poli(N-izopropilakrilamid), skraćeno PNIPAAm, novi je materijal dobio ime AuNP-PNIAAm SunBOT. No dosta o kraticama (od kojih već i mene boli glava, a kamoli neće čitatelja) – ukratko: od polimera s primiješanim nanočesticama su napravili gel, a potom su od gela izradili pola milimetra debele štapiće.

Kada su štapić obasjali zrakom svjetlosti on se savijao i okretao sve dok se nije posve usmjerio u njezinom smjeru. Kada su štapiće, s milimetrom razmaka, stavili na ravnu podlogu oni su se usmjeravali prema izvoru svjetlosti – baš poput vlati trave!

Fototropna reakcija vlati hidrogela je brza, iznosi 0,03 s/deg, što znači da im treba samo 2,7 sekundi da se posve usprave ili polegnu, a to je više nego dovoljno za praćenje Sunca. Još je međutim važnije što orijentacija štapića omogućuje bolje iskorištavanje Sunčeve energije. Kada su naime znanstvenici postavili izvor svjetlosti okomito na plohu (θ = 0^o) izmjerili su 70 % apsorpcije pri ozračenju od 1 kW/m² i 80 % apsorpcije pri ozračenju od 2 kW/m². Pri nagibu 60^o od okomice, kaže fizika (i trigonometrija), na ravnu plohu pada tek polovica zračenja nego pri nagibu od 0^o (P = P_max cos 60^o = 0,5 P_max), no kod „umjetnog suncokreta“ P = 0,9 P_max. Ukratko, zahvaljujući „umjetnom suncokretu“ godišnje bi se moglo, na umjerenim zemljopisnim širinama, iz nepomičnog ravnog kolektora dobiti  165 - 200 % više energije.

Ne samo to. Autori članka navode još moguću primjenu u robotici, u optici, u kirurgiji, za izradu pametnih pretvarača Sunčeve energije (proizvodnja električne struje i biogoriva), pa čak i za  izradu jedara za "svemirske jedrenjake", letjelica koje bi se gibale svemirom pogonjene svjetlošću Sunca ili lasera.

Nenad Raos, rođen 1951. u Zagrebu, je kemičar, doktor prirodnih znanosti i znanstveni savjetnik, sada u mirovini. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti pišući za časopise Prirodu (kojoj je sedam godina bio glavni urednik), Čovjek i svemir, ABC tehnike, Smib, Modru lastu, a u posljednje vrijeme i za mrežne stranice Zg-magazin te, naravno, BUG online. Autor je više stručnih  i 13 znanstveno-popularnih knjiga, a upravo mu je izišla još jedna: „Mala škola pisanja (za znanstvenike i popularizatore)“. Urednik je rubrike „Kemija u nastavi“ u časopisu Kemija u industriji, za koji piše i redovite komentare. Nagrađen je Državnom godišnjom nagradom za promidžbu i popularizaciju znanosti 2003. godine.