Een dunne laag plastic met daarin miljarden nano-antennes zou ingezet kunnen worden om warmte-energie op te vangen. De opgevangen warmte kan afgevoerd worden of gebruikt worden om elektriciteit op te wekken.
Onderzoekers van het Idaho National Laboratory, onderdeel van het ministerie van Energie van Amerika, hebben een materiaal ontwikkeld dat uit nano-antennes bestaat die infrarode straling op kunnen vangen. De opgevangen warmtestraling zou in straling met een kortere golflengte, bijvoorbeeld in zichtbaar licht, kunnen worden omgezet. Warmte kan op die manier worden afgevoerd, waardoor de nano-antennes als koeleenheden zouden functioneren. Dit proces zou geen energie kosten en derhalve geheel passieve koeling voor computerhardware kunnen betekenen. Ook grotere structuren, waaronder gebouwen, zouden met een plastic laagje voorzien van nano-antennes gekoeld kunnen worden.
De grootste uitdaging die de wetenschappers nog aan moeten gaan, is echter de ontwikkeling van een techniek om de nano-antennes als energiebron te benutten. Het infrarode licht wekt weliswaar energie op in het nanomateriaal, maar de resulterende wisselstroom verandert miljarden keren per seconde van polariteit. De onderzoekers werken daarom aan nano-gelijkrichters, die van de wisselstroom gelijkstroom kunnen maken. Wanneer zij hier in zouden slagen, denken zij een alternatief voor zonnepanelen te kunnen bieden. Aangezien de antennes infrarood-energie opvangen en dus niet zoals conventionele zonnepanelen afhankelijk zijn van zichtbaar licht, kunnen de nano-antennes dag en nacht energie opwekken.
Naast hun mogelijkheid continu energie op te wekken, zouden de infrarood-antennes stukken efficiënter dan zonnepanelen zijn. Tijdens computersimulaties namen de onderzoekers een absorptie van 92 procent van de infraroodstraling waar, een waarde die tot ongeveer 80 procent daalde in hun siliciumprototypes. Het team onderzoekt de efficiëntie van de in plastic gehuisde antennes nog. Zonnecellen slagen er slechts in ongeveer 20 procent van het zonlicht in energie om te zetten. De antennes zelf worden van goud gemaakt en in een spiraalpatroon vervaardigd. De natuurkundigen van het INL denken dat hun materiaal als flexibele laag op onder meer consumentenelektronica geplaatst kan worden om zo energie op te wekken. Bovendien zou het plastic met gouden nano-antennes goedkoop en en masse geproduceerd kunnen worden.
