Los investigadores han desarrollado una nueva tecnología de película óptica inteligente fácil de usar que permite que los dispositivos de ventana inteligentes cambien de forma autónoma entre estados transparentes y opacos en respuesta a las condiciones de luz circundantes.
La película de nanocompuestos híbrida 3D propuesta con una estructura de red muy periódica ha demostrado empíricamente su alta velocidad y rendimiento, permitiendo que la ventana inteligente cuantifique y autorregule su transmitancia óptica de alto contraste. Como prueba de concepto, una aplicación móvilEl dispositivo de ventana inteligente habilitado para aplicaciones de Internet de las cosas IoT se ha realizado utilizando la película óptica inteligente propuesta con una expansión exitosa a la escala de 3 por 3 pulgadas. Esta tecnología eficiente en energía y rentable es muy prometedora para el futurousar en varias aplicaciones que requieren una modulación de transmisión óptica activa.
Las tecnologías de modulación de transmisión óptica flexible para aplicaciones inteligentes que incluyen ventanas de protección de la privacidad, edificios de energía cero y pantallas de proyección de haz han estado en el centro de atención en los últimos años. Tecnologías convencionales que utilizaron estímulos externos como electricidad, calor o luz para modularla transmisión óptica solo tenía aplicaciones limitadas debido a sus velocidades de respuesta lentas, cambio de color innecesario y baja durabilidad, estabilidad y seguridad.
El contraste de modulación de transmisión óptica logrado al controlar las interfaces de dispersión de luz en estructuras de superficie 2D no periódicas que a menudo tienen baja densidad óptica, como grietas, arrugas y pilares, también es generalmente bajo. Además, dado que las interfaces de dispersión de luz están expuestasy no están sujetos a ninguna pasivación, pueden ser vulnerables a daños externos y pueden perder funciones de modulación de transmisión óptica. Además, las interfaces de dispersión en el plano que existen aleatoriamente en la superficie dificultan la modulación de áreas grandes con uniformidad.
Inspirado por estas limitaciones, un equipo de investigación de KAIST dirigido por el Profesor Seokwoo Jeon del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales y el Profesor Jung-Wuk Hong del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental usó tecnología de nanopatterning de campo de proximidad PnP que produce altamentenanoestructuras híbridas 3D periódicas y una técnica de deposición de capa atómica ALD que permite el control preciso de la deposición de óxido y la fabricación de dispositivos semiconductores de alta calidad.
El equipo produjo con éxito una película óptica inteligente a gran escala con un tamaño de 3 por 3 pulgadas en la que se insertan nanocapas de alúmina ultradelgadas entre los elastómeros en una nanonetwork 3D periódica.
Esta película de nanocompuesto híbrido 3D "mecano-sensible" con una estructura de red altamente periódica es la película de modulación de transmisión óptica inteligente más grande que existe. Se ha demostrado que la película tiene una modulación de transmisión óptica de vanguardia de hasta 74% a longitudes de onda visibles desde el 90% de transmisión inicial hasta el 16% en el estado de dispersión bajo tensión. Su durabilidad y estabilidad fueron probadas por más de 10,000 pruebas de deformación mecánica severa, incluyendo estiramiento, liberación, flexión y colocación a altas temperaturas de hasta70 ° C. Cuando se usó esta película, la transmitancia del dispositivo de ventana inteligente se ajustó rápida y automáticamente en un segundo en respuesta a las condiciones de luz circundantes. A través de estos experimentos, la física subyacente de los fenómenos de dispersión óptica que ocurrieron en las interfaces heterogéneas fueidentificados. Sus hallazgos se informaron en la edición en línea de Advanced ciencia el 26 de abril. El grupo del profesor KAIST Jong-Hwa Shin y el profesor Young-Seok Shim de la Universidad de Silla también colaboraron en este proyecto.
Donghwi Cho, candidato a doctorado en ciencias de los materiales e ingeniería en KAIST y coautor del estudio, dijo: "Nuestra tecnología inteligente de película óptica puede controlar mejor la transmitancia óptica de alto contraste mediante principios operativos relativamente simples y con bajo consumo de energíay costos "
"Cuando esta tecnología se aplica simplemente uniendo la película a una superficie de vidrio de ventana inteligente convencional sin reemplazar el sistema de ventana existente, es posible un cambio rápido y un tinte uniforme al tiempo que se garantiza la durabilidad, la estabilidad y la seguridad. Además, su amplio rangode las aplicaciones para dispositivos estirables o enrollables, como pantallas de pared para una pantalla de proyección de haz, también satisfarán las necesidades estéticas ", agregó.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por El Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea KAIST . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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