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智能胶片使窗户自动切换:研究人员开发了一种新的易于使用的智能光学薄膜技术
2021年04月29日    阅读量:58801    新闻来源:行业资讯在线 houshionline.com  |  投稿

研究人员开发了一种新的易于使用的智能光学薄膜技术,该技术使智能窗户设备可以根据周围的光照条件在透明状态和不透明状态之间自动切换。


智能胶片使窗户自动切换:研究人员开发了一种新的易于使用的智能光学薄膜技术 行业资讯在线,houshionline.com


拟议中的具有高周期性网络结构的3D杂化纳米复合薄膜已凭经验证明了其高速度和高性能,从而使智能窗口能够量化和自我调节其高对比度光学透射率。


作为概念的证明,已经使用建议的智能光学薄膜实现了用于物联网(IoT)应用的支持移动应用的智能窗口设备,并将其成功扩展到3 x 3英寸的规模涂料在线coatingol.com。这项节能高效的技术为将来在需要有源光传输调制的各种应用中使用提供了广阔的前景。


近年来,针对智能应用的灵活的光传输调制技术已成为人们关注的焦点,这些技术包括隐私保护窗,零能耗建筑物和光束投影屏。


使用外部刺激(例如电,热或光)来调制光传输的常规技术由于响应速度慢,不必要的颜色切换以及耐用性,稳定性和安全性低而仅具有有限的应用。


通常,通过控制通常具有低光密度的非周期性2D表面结构(例如裂缝,褶皱和柱子)上的光散射界面来实现的光传输调制对比度也通常较低。


另外,由于光散射界面是暴露的并且没有受到任何钝化,所以它们可能容易受到外部损害并且可能失去光传输调制功能。此外,表面上随机存在的面内散射界面使得难以均匀地进行大面积调制。


受这些限制的启发,由材料科学与工程系的Seokwoo Jeon教授和土木与环境工程系的Jung-Wuk Hong教授领导的KAIST研究团队使用了近场纳米图案(PnP)技术,该技术有效地产生了高度周期性的3D混合纳米结构,以及原子层沉积(ALD)技术,可精确控制氧化物沉积和半导体器件的高质量制造。


然后,该团队成功生产了尺寸为3 x 3英寸的大型智能光学薄膜,其中在周期3D纳米网络中的弹性体之间插入了超薄氧化铝纳米壳。


这种具有高度周期性网络结构的“机械响应式” 3D杂化纳米复合膜是目前存在的最大的智能光传输调制膜。薄膜在应变下的散射状态下,在可见光波长范围内具有从90%的初始透射率到16%的最先进的光学透射率调制能力,从90%的初始透射率到16%的透射率,已被证明是最先进的。


通过超过10,000次苛刻的机械变形测试(包括拉伸,释放,弯曲和置于最高70°C的高温下)证明了其耐用性和稳定性。使用该胶卷时,会根据周围的光照条件在1秒钟内迅速,自动地调整智能窗户设备的透射率。通过这些实验,确定了发生在异质界面中的光散射现象的基本物理原理。


他们的发现发表在Advanced的在线版上4月26日发表于《科学》杂志。KAISTShin Jong-Hwa Shin教授的小组和Silla University的Young-Seok Shim教授也进行了该项目的合作。


KAIST的材料科学与工程博士学位候选人,该研究的主要作者Cho Donghwi Cho说:“我们的智能光学膜技术可以通过相对简单的操作原理,以较低的能耗和成本来更好地控制高对比度的光学透射率。”


“通过仅将薄膜粘贴到传统的智能窗户玻璃表面而不更换现有的窗户系统来应用这项技术,就可以实现快速切换和均匀的着色,同时还可以确保耐用性,稳定性和安全性。此外,其广泛的应用范围用于可伸缩或可卷曲设备的产品,例如用于光束投影屏的壁挂式显示器,也将满足审美需求。”


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