Инфракызыл фотохромдук акылдуу терезе (Infrared Photochromic Smart Window, IPSCW) тышкы электр энергиясы менен активдүү которулгандын ордуна ультракызгылт көк жарыктын таасиринде оптикалык ташуучулардын абалын өзгөртүү аркылуу инфракызыл эмиссивдүүлүктү жөнгө салуучу терезе каптамасынын системасы болуп саналат. Бул изилдөөдө IPSCW коммерциялык индий-калай оксиди (ITO) менен капталган айнектин үстүнө алюминий кошулган цинк оксиди (Al-doped ZnO, AZO) нанокристаллдарынан болжол менен 1,4 μm калыңдыктагы пленка түзүү аркылуу даярдалган. Түзүлүш көрүнүүчү аймакта болжол менен %86,5 өткөрүмдүүлүктү сактап турган учурда 8–13 μm атмосфералык инфракызыл терезеде эмиссивдүүлүктү UV жок кезде 0,29 дан UV астында 0,81 ге чейин жогорулаткан; мунун натыйжасында 0,52 эмиссивдүүлүк модуляциясы жана булакта эсептелген 74,4 W m⁻² нурлануу кубаттуулугунун айырмасы алынган. Системанын негизги механизми UV нун AZO нанокристаллдарында фотозаряд пайда кылып, эркин ташуучулардын тыгыздыгын жана локалдашкан беттик плазмондук резонанстын (LSPR) жутулушун күчөтүшү болуп саналат. UV алынып салынганда кычкылтек аркылуу жүргөн кычкылдануучу разряд ташуучулардын тыгыздыгын азайтып, система төмөн эмиссивдүүлүк абалына кайтып келет. Натыйжалар адаптивдүү имарат айнектери үчүн күчтүү материал-түзүлүш ыкмасын көрсөтөт; бирок изилдөө толук масштабдагы имараттын энергия керектөөсүн, узак мөөнөттүү тышкы чөйрөгө туруктуулукту же жылдык HVAC энергия үнөмдөөсүн түздөн-түз өлчөбөйт.

IPSCW нин эки катмары ар башка милдетти аткарат. AZO нанокристалл катмары UV га сезимтал, жөнгө салынуучу инфракызыл жутуучу катары иштесе, астындагы коммерциялык ITO катмары инфракызыл чагылдыруучу негиздин милдетин аткарат. Ошентип, бир эле тунук терезе түзүлүшү күндүз UV астында жогорку инфракызыл эмиссивдүүлүккө, UV жок учурда болсо төмөн инфракызыл эмиссивдүүлүккө өтө алат.

Булакта сунушталган имаратта колдонуу логикасы — күндүз жогорку эмиссивдүүлүктүн аркасында сыртка көбүрөөк жылуулук нурлануусун чыгаруу жана түнкүсүн төмөн эмиссивдүүлүктүн аркасында нурлануу аркылуу жылуулук жоготуусун чектөө. Бул функция көрүнүүчү жарыктын өткөрүмдүүлүгүн негизинен сактоо менен камсыздалгандыктан, системанын негизги изилдөө маселеси жөн гана “жылуулукту бөгөттөө” эмес, көрүнүүчү оптикалык өткөрүмдүүлүк менен жылуулук инфракызыл жүрүм-турумду мүмкүн болушунча бири-биринен ажыратуу болуп саналат.

Изилдөө чечүүгө аракет кылган маселе

Терезелер имараттын тышкы кабыгында бир учурда эки карама-каршы милдетти аткарууга тийиш. Ички мейкиндик күндүн жарыгын пайдалана алышы үчүн көрүнүүчү жарыкты өткөрүшү талап кылынат; ал эми жылуулук инфракызыл нурлануу жагынан дайыма эле бирдей жүрүм-турум идеалдуу эмес. Ысык шарттарда беттин жогорку инфракызыл эмиссивдүүлүк менен жылуулукту сыртка таратышы пайдалуу болушу мүмкүн, жылуулук жоготуусу кааланбаган шарттарда болсо төмөн эмиссивдүүлүк артыкчылыктуу болушу мүмкүн.

Кадимки төмөн эмиссивдүү каптамалар көбүнчө туруктуу жылуулук касиетин берет. Электрохромдук системалар жөнгө салынуучу болушу мүмкүн, бирок которулуу үчүн электрдик башкаруу схемасын талап кылышы мүмкүн. Изилдөөнүн максаты айлана-чөйрөдө буга чейин эле бар UV жарыгын козгоочу катары пайдаланып, тышкы кубат булагын талап кылбастан инфракызыл эмиссивдүүлүктү өзгөртө алган жөнөкөй терезе архитектурасын түзүү болуп саналат.

Инфракызыл фотохромдук акылдуу терезе кантип иштейт?

IPSCW UV жарыгынын астында AZO нанокристаллдарынын эркин ташуучу тыгыздыгын өзгөртүү аркылуу LSPR негизиндеги инфракызыл жутулууну жөнгө салат; UV фотозаряды ташуучу тыгыздыгын жана инфракызыл жутулууну көбөйтүп, жогорку эмиссивдүүлүк абалын түзөт, UV жок болгондо болсо кычкылтек аркылуу жүргөн кычкылдануучу разряд ташуучуларды азайтат, LSPR таасирин алсыратат жана ITO катмарынын инфракызыл чагылдыруучу мүнөзүнүн кайрадан үстөм болушуна мүмкүндүк берет.

Эмне үчүн AZO активдүү катмар?

Цинк оксиди ылайыктуу кошулмалоо аркылуу эркин ташуучулардын жогорку тыгыздыгына жетүүгө жөндөмдүү жарым өткөргүч. Изилдөөдө ZnO нанокристаллдарына алюминий кошуу менен алынган AZO инфракызыл аймакта ташуучу тыгыздыгына сезимтал локалдашкан беттик плазмондук резонанс жүрүм-турумун көрсөтөт. Ошондуктан AZO катмарынын милдети жөн гана “түстү өзгөртүү” эмес; UV менен козголгон электрондук заряд абалын инфракызыл оптикалык жутулууга айландыруу болуп саналат.

LSPR — нанотүзүлүштөгү эркин заряд ташуучулардын электромагниттик талаа менен жамааттык өз ара аракеттенүүсүнөн пайда болгон резонанстык жүрүм-турум. Бул изилдөөдө маанилүү жагдай — LSPR дин ташуучу тыгыздыгына сезимталдыгы. UV фотозаряды менен өткөрүмдүүлүк зонасындагы электрондордун саны көбөйгөндө LSPR жутулушу күчөйт жана жылуулук инфракызыл аймакта күчтүүрөөк жутулуу пайда болот. Жылуулук тең салмактуулугунда Кирхгоф байланышы боюнча жогорку жутулуу ошол эле спектралдык тилкеде жогорку эмиссивдүүлүк менен байланыштуу.

ITO катмарынын милдети эмне?

Индий-калай оксиди (ITO) системада жөн гана тунук алып жүрүүчү негиз эмес. Булак архитектурасында коммерциялык ITO каптамасы көрүнүүчү жарыктын өтүшүнө жол берип, инфракызыл аймакта чагылдыруучу негиз катары кызмат кылат. AZO катмары төмөн жутулуу абалында болгондо ITO нун инфракызыл чагылдыруусу үстөм болуп, система төмөн эмиссивдүүлүк абалына өтөт.

Мындай милдет бөлүштүрүү IPSCW архитектурасынын негизи болуп саналат: үстүңкү AZO катмары өзгөрмө оптикалык элемент, ал эми астыңкы ITO катмары салыштырмалуу туруктуу инфракызыл рефлектор катары иштейт. Ошентип, системанын инфракызыл эмиссивдүүлүгү бүт айнек түзүлүшүн өзгөртпөстөн, AZO нун электрондук абалы аркылуу гана жөнгө салынышы мүмкүн.

Эмне үчүн LSPR бул изилдөөдө критикалык механизм?

Локалдашкан беттик плазмондук резонанс AZO нанокристаллдарынын ташуучу тыгыздыгындагы UV келип чыккан өзгөрүүнү инфракызыл жутулуу жана натыйжада инфракызыл эмиссивдүүлүктүн өзгөрүшү менен байланыштырган негизги физикалык механизм болуп саналат; бул байланыш болбосо фотозаряддын терезенин 8–13 μm жылуулук жүрүм-турумун күчтүү өзгөртүшүн түшүндүрүүгө болбойт.

Фотозаряд баскычы

UV жарыгы AZO нанокристаллдарына жеткенде валенттик зонадагы электрондор жогорку энергиялуу электрондук абалдарга козголот. Булактын механизм схемасында бул процесс өткөрүмдүүлүк зонасындагы ташуучу тыгыздыгынын өсүшү менен көрсөтүлгөн. Ташуучу тыгыздыгынын өсүшү LSPR жутулушун күчөтүп, түзүлүштүн инфракызыл эмиссивдүүлүгүн жогорулатат.

Кычкылдануучу разряд баскычы

UV алынып салынганда жогорку ташуучу абалы туруктуу бойдон калбайт. Изилдөө айланадагы кычкылтек фотогенерацияланган ташуучуларды сарптаган кычкылдануучу разряд механизмин колдонот. Ташуучу тыгыздыгы азайган сайын LSPR жутулушу алсырайт; AZO нун инфракызыл жутуучу ролу төмөндөйт жана астындагы ITO нун чагылдыруучу таасири айкыныраак болот. Ошентип, төмөн эмиссивдүүлүк абалы кайра калыбына келет.

Күндүз жана түнкү жылуулук логикасы

Булак UV бар күндүзкү шартты жогорку эмиссивдүүлүк абалы менен байланыштырат. Жогорку эмиссивдүүлүк терезенин жылуулук инфракызыл нурланууну сыртка натыйжалуураак таратышын колдогон абал болуп саналат жана авторлор муну күндүзкү нурлануу аркылуу муздатуу сценарийи менен байланыштырат.

UV жок түнкү шартта система төмөн эмиссивдүүлүккө кайтып келет. Төмөн эмиссивдүүлүк беттин жылуулук нурлануу аркылуу энергия жоготуу тенденциясын азайтат; булак муну түнкү жылуулук изоляциясы сценарийи катары чечмелейт. Бул сүрөттөө имараттын энергия симуляциясынын жыйынтыгы эмес, өлчөнгөн спектралдык эмиссивдүүлүк касиеттеринин имарат кабыгына карата физикалык колдонмо чечмелөөсү болуп саналат.

Көрүнүүчү өткөрүмдүүлүктү сактоо эмне үчүн маанилүү?

Акылдуу терезе жылуулук натыйжалуулугун жакшыртып жатып көрүнүүчү жарыкты олуттуу бөгөттөсө, күндүзгү жарык функциясынан ажырашы мүмкүн. Бул изилдөөдө көрүнүүчү өткөрүмдүүлүк UV чейин жана андан кийин %86 дан жогору сакталган; кыскача бөлүмүндө түзүлүш үчүн %86,5 мааниси берилген. Демек, негизги жетишкендик инфракызыл модуляция гана эмес, күчтүү инфракызыл өзгөрүү учурунда жогорку көрүнүүчү өткөрүмдүүлүктүн сакталышы болуп саналат.

Эмне үчүн 8–13 μm атмосфералык терезе борбордук орунда?

Изилдөөнүн инфракызыл натыйжалуулук көрсөткүчү өзгөчө 8–13 μm толкун узундугу аралыгына багытталган. Бул тилке Жер атмосферасы жылуулук инфракызыл нурланууга салыштырмалуу өткөрүмдүү болгон атмосфералык терезе аймагы катары колдонулат жана пассивдүү нурлануу аркылуу муздатуу изилдөөлөрүндө негизги мааниге ээ. IPSCW нин 0,29 менен 0,81 ортосунда өзгөргөн эмиссивдүүлүгү да ушул тилке үчүн берилген.

Булак сүрөттөрүнүн илимий билдирүүсү

Сүрөт 1 эки өзүнчө процессти бириктирет: AZO нанокристаллдарын синтездөө жана алынган дисперсияны ITO айнегине spin-coating аркылуу пленкага айландыруу. Илимий билдирүү — татаал көп катмарлуу литографиянын ордуна нанокристалл синтези + эритме менен каптоо + күйдүрүү чынжыры аркылуу түзүлүш даярдоого мүмкүн экендиги.

Сүрөт 2 түзүлүш архитектурасынын физикалык ырастоосу болуп саналат. TEM сүрөттөрүндө AZO нанокристаллдары пирамида сымал, курч кырдуу бөлүкчөлөр катары көрүнөт. Өлчөм бөлүштүрүүсү 27,1 ± 6,0 nm. Кесилиш сүрөтү ITO айнегинин үстүндөгү болжол менен 1,4 μm калыңдыктагы AZO катмарын так бөлүп көрсөтөт. Бет морфологиясы нанокристалл катмары үзгүлтүксүз каптама түзгөнүн көрсөтөт.

Сүрөт 3 изилдөөнүн негизги функционалдык далилин камтыйт. Көрүнүүчү өткөрүмдүүлүк спектри UV астында негизинен сакталып турганда, инфракызыл эмиссивдүүлүк ийри сызыгы айкын өзгөрөт. Ошол эле сүрөттүн үчүнчү панели өлчөнгөн жүрүм-турумду фотозаряд жана кычкылдануучу разряд механизми менен байланыштырат.

Сүрөт 4 UV астында катталган термографиялык жоопту жана изилдөөнүн күндүз/түн имаратта колдонуу чечмелөөсүн бириктирет. Термалдык камерада билдирилген көрүнгөн температура болжол менен 40 секундда 42,5 °C чамасында каныгууга жетет. Бул чыныгы термодинамикалык бет температурасына толугу менен барабар эмес экенин өзгөчө эске алуу керек; термалдык камера өлчөөсү булакта emissivity = 0.95 жөндөөсү менен жүргүзүлгөн жана түзүлүштүн чыныгы эмиссивдүүлүгү эксперимент маалында өзгөрөт.

Изилдөө эмнени колдойт жана эмнени түздөн-түз колдобойт

Изилдөө колдогон: AZO/ITO кош катмарлуу түзүлүш лабораториялык мүнөздөмөдө жогорку көрүнүүчү өткөрүмдүүлүк менен бирге UV га көз каранды күчтүү инфракызыл эмиссивдүүлүк өзгөрүүсүн көрсөтөт. Өлчөнгөн 8–13 μm эмиссивдүүлүк айырмасы 0,52. Фотозаряд жана кычкылдануучу разряд механизми оптикалык жүрүм-турумга шайкеш түшүндүрүлгөн. Система тышкы электрдик которуусуз UV менен козголот.

Изилдөө түздөн-түз колдобогон: Белгилүү бир имаратта жылдык энергия керектөө канча пайызга азаярын; климатташтыруу жүгү канча төмөндөөрүн; каптама жылдар бою жамгырга, нымдуулукка, булганууга, тырмаланууга же жылуулук циклдерине чыдаарын; чарчы метрлик коммерциялык айнектерде ошол эле натыйжалуулук так сакталарын; өндүрүш наркы белгилүү коммерциялык чектен төмөн болорун изилдөө көрсөткөн эмес.

Изилдөөнүн Ыкмасы жана Жыйынтыктары

1. AZO нанокристаллдарын даярдоо

AZO нанокристаллдары өзгөртүлгөн non-injection синтез ыкмасы менен даярдалган. Синтез температурасы 250 °C, номиналдык алюминий кошулмалоо үлүшү %20 mol деп берилген. Алынган нанокристаллдар пленка өндүрүү үчүн octane ичинде болжол менен 100 mg mL⁻¹ концентрацияда дисперсияланган.

2. IPSCW каптамасын түзүү

Spin-coating кадамдары бир жолу менен чектелбейт; булак болжол менен 1,43 μm пленка калыңдыгы алынганга чейин процесс кайталанганын билдирет. Бул деталь маанилүү, анткени алынган инфракызыл оптикалык жүрүм-турум материалдын химиясына гана эмес, активдүү пленканын калыңдыгына да көз каранды.

3. Морфологиялык мүнөздөмө

AZO пленкасынын бети FE-SEM менен изилденген. Колдонулган түзүлүш TESCAN MIRA, электрон нурунун чыңалуусу 20 kV. Кесилиш үлгүлөрү FIB менен FEI STRATA 400S колдонулуп даярдалган; өткөрүүчү электрондук микроскопия FEI Talos F200s менен жүргүзүлгөн.

TEM жыйынтыктарында AZO нанокристаллдары курч кырдуу, пирамидалуу морфология көрсөтүп, өлчөм бөлүштүрүүсү 27,1 ± 6,0 nm экени билдирилген. Кесилиш микрографиясы болжол менен 1,4 μm AZO / ITO / айнек катмарлар тизмегин ырастайт.

4. Көрүнүүчү жана жакын инфракызыл оптикалык өлчөөлөр

UV-Vis-NIR өткөрүмдүүлүк спектрлери Agilent Cary 5000 спектрофотометри жана integrating sphere менен катталган. Булак өзгөчө көрсөтүлбөгөн эксперименттерде UV интенсивдүүлүгүн 5 mW cm⁻² деп берет.

Өлчөөлөрдө көрүнүүчү өткөрүмдүүлүк UV колдонууга чейин жана андан кийин %86 дан жогору бойдон калган. Кыскача бөлүмүндөгү мүнөздүү маани %86,5. Ошондуктан UV менен инфракызыл оптикалык касиет өзгөргөн учурда терезенин көрүнүүчү аймактагы тунуктугу негизинен сакталган.

5. Инфракызыл эмиссивдүүлүктү өлчөө

Инфракызыл эмиссивдүүлүк Bruker Vertex 70 FTIR спектрометри жана A562 орто-инфракызыл integrating sphere колдонуу менен өлчөнгөн.

Инфракызыл нурлануу кубаттуулугу кантип эсептелген?

Изилдөө белгилүү бир толкун узундугу аралыгындагы инфракызыл нурлануу кубаттуулугун ошол тилке үчүн орточо/эффективдүү эмиссивдүүлүктү ошол эле температурадагы кара дененин спектралдык нурлануусунун толкун узундугу боюнча интегралына көбөйтүү менен эсептейт; жогорку жана төмөн эмиссивдүүлүк абалдарынын ортосундагы нурлануу модуляциясы болсо ушул эки кубаттуулуктун айырмасы катары аныкталат.

Булакта берилген биринчи теңдеме:

\[ P(\lambda_1,\lambda_2) = \varepsilon(\lambda_1,\lambda_2) \int_{\lambda_1}^{\lambda_2} I_{BB}(T,\lambda)\,d\lambda \tag{1} \]

Бул теңдеме \(\lambda_1\) менен \(\lambda_2\) арасындагы инфракызыл нурлануу кубаттуулугун эсептейт. \(P(\lambda_1,\lambda_2)\) тиешелүү спектралдык аралык үчүн чыгарылган кубат термини; \(\varepsilon(\lambda_1,\lambda_2)\) ошол аралыктын эмиссивдүүлүгүн; \(I_{BB}(T,\lambda)\) температура \(T\) дагы кара дененин спектралдык нурлануу терминин билдирет.

Математикалык жактан интеграл тандалган толкун узундугу тилкесинде идеалдуу кара дене чыгара ала турган жалпы спектралдык салымды кошот. Эмиссивдүүлүк коэффициенти бул идеалдуу чекти реалдуу материалдын нурлантуу жөндөмүнө ылайык масштабдайт. Ошондуктан бирдей температурада \(\varepsilon\) жогорулаганда эсептелген жылуулук нурлануу кубаттуулугу да жогорулайт.

Жогорку жана төмөн эмиссивдүүлүк абалдарынын айырмасы булакта экинчи теңдеме менен берилген:

\[ \Delta P(\lambda_1,\lambda_2) = P_h(\lambda_1,\lambda_2) - P_l(\lambda_1,\lambda_2) \tag{2} \]

\(P_h\) жогорку эмиссивдүүлүк абалындагы, \(P_l\) болсо төмөн эмиссивдүүлүк абалындагы инфракызыл нурлануу кубаттуулугу. Бул айырма акылдуу терезе эмиссивдүүлүк коэффициенти жагынан гана эмес, жылуулук нурлануу кубаттуулугу жагынан канчалык модуляция бере аларын көрсөтөт. Булакта билдирилген айырма 74,4 W m⁻².

6. UV интенсивдүүлүгү жана тышкы чөйрөдөгү потенциал

Булак фото-инфракызыл жооп төмөн UV интенсивдүүлүгүндө да козголушу мүмкүн экенин билдирет. Жыйынтык бөлүмүндө чектик маани катары берилген көрсөткүч 1 mW m⁻², табигый күндүн UV интенсивдүүлүгү үчүн салыштыруу мааниси болсо >4,7 mW m⁻² деп жазылган.

Бул жерде булактагы бирдиктердин колдонулушун кылдат сактоо керек: мүнөздөмө ыкмасында демейки UV интенсивдүүлүгү 5 mW cm⁻² деп берилсе, тышкы чөйрөнү салыштыруу сүйлөмүндө mW m⁻² колдонулган. Verianla бул бирдиктерди бири-бирине айлантып же бирин экинчисинин жазуу катасы деп кабыл алып үнсүз өзгөртпөйт. Булактагы эки башка билдирүү формасы кандай болсо, ошондой эле илимий эскертүү катары сакталышы керек.

7. Термографиялык эксперимент

Узун толкундуу инфракызыл термограммалар 7,5–14 μm тилкесинде FLIR T1050sc термалдык камера менен катталган. Үлгүлөр 40 °C температурадагы жылытуу плитасына жайгаштырылган. Камеранын эмиссивдүүлүк жөндөөсү 0,95 деп туруктуу коюлуп, маалыматтар FLIR Tools v5.6 менен талданган.

UV козгоосу учурунда катталган көрүнгөн/apparent температура болжол менен 42,5 °C ге жетип, болжол менен 40 секунд ичинде каныгууга жакындаганы билдирилет.

Бул термографиялык жыйынтыкты туура чечмелөө маанилүү. Түзүлүштүн негизги физикалык өзгөрмөсү эмиссивдүүлүк жана термалдык камера да инфракызыл нурланууну температурага айландырганда эмиссивдүүлүк тууралуу болжолду колдонот. Булак камера жөндөөсүн 0,95 деп туруктуу кармаганына карабастан, үлгүнүн чыныгы эмиссивдүүлүгү UV менен өзгөрөт. Ошондуктан 42,5 °C мааниси көз карандысыз контакттык термометр менен ырасталган чыныгы бет температурасы катары эмес, булакта ачык айтылгандай apparent temperature контекстинде бааланууга тийиш.

8. Жогорку жана төмөн эмиссивдүүлүк абалдарын физикалык салыштыруу

9. Нанокристалл морфологиясынын түзүлүш менен байланышы

Булактагы TEM сүрөттөрү болжол менен 27 nm өлчөмүндөгү нанокристаллдарды көрсөтөт. Бул микротүзүлүш жыйынтыктары өз алдынча энергия үнөмдөөнү далилдебейт; алардын илимий ролу максатталган AZO нанокристалл фазасы чындап түзүлгөнүн жана активдүү пленка наносекциялык бөлүкчөлөрдөн турганын көрсөтүү болуп саналат.

Кесилиш микрографиясы түзүлүш архитектурасы үчүн түздөн-түз мааниге ээ. Сүрөт AZO активдүү пленкасы менен ITO катмары физикалык жактан өзүнчө катмарлар экенин ырастайт. Ошентип, оптикалык механизмде сунушталган “жөнгө салынуучу үстүңкү жутуучу + астындагы инфракызыл рефлектор” архитектурасы реалдуу үлгүнүн кесилиш түзүлүшү менен колдоого алынат.

10. Эмне үчүн система тышкы электр кубатысыз которула алат?

Электрохромдук системаларда электрондук абал көп учурда тышкы чыңалуу берүү менен өзгөртүлөт. Бул жердеги фотохромдук ыкмада которулуу энергиясынын козгоочусу UV фотондору болуп саналат. Ошондуктан изилдөө активдүү иштөө учурунда тышкы электрдик драйверди талап кылбаган оптикалык которулуу механизмин сунуштайт.

“Кубат талап кылбайт” деген сөз түзүлүштү өндүрүү же бүт жашоо цикли энергия талап кылбайт дегенди билдирбейт. Бул сөз оптикалык абалды күнүмдүк эксплуатация учурунда электрдик команда менен башкаруунун кереги жок экенин гана билдирет.

11. Негизги сандык жыйынтыктарды бирге окуу

12. Изилдөөнүн күчтүү жактары

Биринчи күчтүү жак — архитектуранын физикалык жактан жөнөкөй болушу. Система коммерциялык ITO айнек жана эритме менен иштетүүгө боло турган AZO нанокристалл пленкасынан турат; татаал көп катмарлуу микро/нанофабрикация архитектурасы колдонулган эмес.

Экинчи күчтүү жак — көрүнүүчү жана жылуулук инфракызыл жүрүм-турумдун бир түзүлүштө айырмаланышы. Көрүнүүчү өткөрүмдүүлүк жогору бойдон калып, жылуулук инфракызыл эмиссивдүүлүктө 0,52 чоң өзгөрүү билдирилген.

Үчүнчү күчтүү жак — материалдык мүнөздөмө менен оптикалык механизмдин ортосунда байланыш түзүлгөнү. TEM/SEM түзүлүштүн нанокристалл пленка түзүлүшүн, UV-Vis-NIR көрүнүүчү өткөрүмдүүлүктү, FTIR эмиссивдүүлүк өзгөрүүсүн жана термографиянын убакыт жообун ар башка эксперименталдык деңгээлдерден ырастайт.

Төртүнчү күчтүү жак — которулуу механизми тышкы электрдик камсыздоону талап кылбаганы. Айлана-чөйрөдөгү UV кириши түздөн-түз физикалык козгоочу катары колдонулат.

13. Негизги чектөөлөр

Булак сегиз беттик кыска preprint жана али рецензиядан өтө элек. Ошондуктан жыйынтыктар илимий жактан кызыктуу болгону менен, жарыяланган рецензияланган макаланын текшерүү баскычында эмес.

Изилдөө кичине лабораториялык үлгүдө жүргүзүлгөн. Колдонулган ITO айнектин өлчөмү 25 mm × 25 mm × 1,1 mm. Метр масштабындагы архитектуралык айнек өндүрүшү, каптаманын бир тектүүлүгү, четтерди герметизациялоо жана чоң беттердеги оптикалык бир тектүүлүк бул эксперименттен түздөн-түз чыгарылбайт.

Булакта узак мөөнөттүү циклдердин саны, миңдеген UV күйгүзүү/өчүрүү циклдеринен кийинки натыйжалуулуктун сакталышы, тышкы чөйрөдө эскирүү, нымдуулук, суу, тырмалануу, булгануу же механикалык эскирүү сыноолору билдирилген эмес.

Кычкылдануучу разряд төмөн эмиссивдүүлүк абалын кайра алып келери түшүндүрүлгөнү менен, булак UV алынып салынгандан кийинки толук кайтуу убактысын деталдуу кинетикалык параметр катары билдирбейт.

Изилдөө белгилүү бир имаратта HVAC энергия керектөөсүн өлчөгөн эмес, жылдык имарат энергия симуляциясын жүргүзгөн эмес жана энергия үнөмдөө пайызын берген эмес. “Күндүз муздатуу / түнкү изоляция” чечмелөөсү түздөн-түз өлчөнгөн эмиссивдүүлүк жүрүм-турумунан алынган колдонмо логикасы болуп саналат.

Булакта чыгым талдоосу жок болгондуктан, системанын “төмөн чыгым” потенциалы деталдуу өндүрүш экономикасы же жашоо циклинин чыгым эсеби менен ырасталган эмес.

14. Келечектеги изилдөө багыты

Булактын жыйынтык бөлүмүндө системаны келечекте көрүнүүчү түстү өзгөртүүчү материалдар менен интеграциялоо сунушталат. Мындай интеграция көрүнүүчү күн спектри менен жылуулук инфракызыл спектрин өзүнчө, бирок координацияланган түрдө жөнгө салууга мүмкүндүк бериши мүмкүн. Бирок бул интеграция учурдагы изилдөөдө аткарылган эмес жана келечектеги изилдөө багыты бойдон калууда.

Булак жана Ыкма Жөнүндө Эскертүү

Түпнуска аталышы: Infrared photochromic smart window based on Al doped ZnO nanocrystals

Авторлордун ирети: Chuanyuan Yu; Yan Jia; Zhenxing Jin; Fuling He; Mei Zu; Haifeng Cheng.

Жооптуу авторлор: Булак PDF Yan Jia жана Haifeng Cheng ди жылдызча белгиси менен corresponding authors катары көрсөтөт. SSRN расмий интерфейсинде Yan Jia “Contact Author” катары тизмеленген.

PDF деги мекеме маалыматтары: Science and Technology on Advanced Ceramic Fibers and Composites Laboratory, College of Aerospace Science and Engineering, National University of Defense Technology, Changsha, P. R. China; Hunan Provincial Key Laboratory of High-Speed Aerodynamic Metamaterials, College of Aerospace Science and Engineering, National University of Defense Technology, Changsha, P. R. China.

Библиографиялык аффилиация эскертүүсү: PDF Zhenxing Jin ди биринчи аффилиация менен байланыштырса, SSRN расмий каттоо барагы Zhenxing Jin үчүн Wuhan Institute of Technology мекемесин көрсөтөт. Бул айырма үнсүз оңдолгон эмес.

Платформа: SSRN.

SSRN номери: 7192555.

DOI: 10.2139/ssrn.7192555.

Жөнөтүлгөн күнү: SSRN расмий каттоосунда 27 июль 2026.

Булак түрү: Preprint изилдөө макаласы.

Рецензия абалы: Рецензиядан өтө элек.

Лицензия: SSRN расмий каттоосу автордук укук ээси SSRN ге лицензия бергенин, бардык укуктар сакталганын жана уруксатсыз кайра колдонууга жол берилбестигин билдирет. Ошондуктан булак сүрөттөрү же айырмалоочу презентация түзүлүшү Verianla ичинде көчүрүлгөн эмес.

Каржылоо: National Natural Science Foundation of China (62405367); Hunan Provincial Natural Science Foundation of China (2025JJ40055); Innovation Research Foundation of National University of Defense Technology (ZK24-36).

Кызыкчылыктардын кагылышы: Жүктөлгөн PDF де өзүнчө Declaration of Competing Interest бөлүмү көрүнбөйт; ошондуктан кызыкчылыктардын кагылышы жок деп болжолдонгон эмес.

Маалыматтардын жеткиликтүүлүгү: Булакта өзүнчө Data Availability билдирүүсү көрүнбөйт. Өлчөө графиктеринин чийки сандык маалымат файлдары PDF ичинде берилген эмес.

Автордук салымдар / CRediT: Булакта өзүнчө CRediT Author Contributions бөлүмү көрүнбөйт.

Негизги эксперименталдык ыкма: Al кошулган ZnO нанокристалл синтези; octane дисперсиясы; коммерциялык ITO айнек үстүнө кайталанган spin-coating; N₂ астында күйдүрүү; FE-SEM/TEM морфологиялык мүнөздөмө; UV-Vis-NIR өткөрүмдүүлүк спектроскопиясы; FTIR негизиндеги инфракызыл эмиссивдүүлүк өлчөөсү; узун толкундуу инфракызыл термография.

Негизги илимий чечмелөө чеги: Изилдөө лабораториялык масштабдагы материалды жана акылдуу терезе үлгүсүн ырастайт. Толук масштабдагы имараттын энергия натыйжалуулугу, коммерциялык фасаддын туруктуулугу, узак мөөнөттүү циклдик туруктуулук жана реалдуу климаттык шарттардагы жылдык энергия үнөмдөө өзүнчө ырасталышы керек.