Равзанаи интеллектуалии фотохромии инфрасурх (Infrared Photochromic Smart Window, IPSCW) низоми рӯйпӯши равзанаест, ки ба ҷойи ивазшавии фаъол бо энергияи барқи беруна, дар зери нури ултрабунафш ҳолати интиқолдиҳандагони оптикиро тағйир дода, эмиссивияти инфрасурхро танзим мекунад. Дар ин таҳқиқот IPSCW бо ташкили қабати тақрибан 1,4 μm аз нанокристаллҳои оксиди руҳи бо алюминий легиронидашуда (Al-doped ZnO, AZO) рӯйи шишаи тиҷоратии бо оксиди индий-қалъагӣ (ITO) пӯшонидашуда омода шудааст. Дастгоҳ дар минтақаи намоён тақрибан %86,5 гузаронандагиро нигоҳ дошта, дар равзанаи атмосферавии инфрасурхи 8–13 μm эмиссивиятро аз 0,29 дар набудани UV то 0,81 дар зери UV баланд кардааст; бо ин роҳ модулятсияи эмиссивияти 0,52 ва фарқи қувваи шуоъафкании 74,4 W m⁻², ки дар манбаъ ҳисоб шудааст, ба даст омадааст. Механизми асосии система аз он иборат аст, ки UV дар нанокристаллҳои AZO фотозаряд ба вуҷуд оварда, зичии интиқолдиҳандагони озод ва ҷаббиши резонанси локализатсияшудаи плазмони сатҳӣ (LSPR)-ро зиёд мекунад. Ҳангоми бардоштани UV, разряди оксидшавии миёнаравишуда бо оксиген зичии интиқолдиҳандагонро кам мекунад ва система ба ҳолати эмиссивияти паст бармегардад. Натиҷаҳо барои шишаи мутобиқшавандаи бино як равиши қавии мавод-дастгоҳро нишон медиҳанд; аммо таҳқиқот истеъмоли энергияи бино дар миқёси пурра, устувории дарозмуддат дар муҳити берунӣ ё сарфаи солонаи энергияи HVAC-ро мустақиман чен намекунад.

Ду қабати IPSCW вазифаҳои гуногун доранд. Қабати нанокристаллии AZO ҳамчун ҷаббандаи инфрасурхи ҳассос ба UV ва танзимшаванда амал мекунад, дар ҳоле ки қабати тиҷоратии ITO дар поён вазифаи пояи инъикоскунандаи инфрасурхро иҷро мекунад. Ҳамин тавр, як сохтори ягонаи шаффофи равзана метавонад дар рӯз зери UV ба эмиссивияти баланди инфрасурх ва дар набудани UV ба эмиссивияти пасти инфрасурх гузарад.

Мантиқи истифода дар бино, ки дар манбаъ пешниҳод шудааст, ин аст, ки дар рӯз ба шарофати эмиссивияти баланд шуоъафкании гармии бештар ба берун фиристода шавад ва шабона бо эмиссивияти паст талафи гармӣ аз тариқи шуоъафканӣ маҳдуд гардад. Азбаски ин вазифа бо нигоҳ доштани қисми зиёди гузаронандагии нури намоён таъмин мешавад, масъалаи асосии таҳқиқот танҳо “манъ кардани гармӣ” нест, балки то ҳадди имкон ҷудо кардани гузаронандагии оптикии намоён аз рафтори инфрасурхи гармӣ мебошад.

Масъалае, ки таҳқиқот мекӯшад ҳал кунад

Равзанаҳо дар пӯсти берунии бино бояд ҳамзамон ду вазифаи муқобилро иҷро кунанд. Барои он ки фазои дохилӣ аз рӯшноии рӯз баҳра барад, аз онҳо гузарондани нури намоён талаб мешавад; аммо аз ҷиҳати шуоъафкании инфрасурхи гармӣ ҳамеша як хел рафтор беҳтарин нест. Дар шароити гарм, қобилияти сатҳ барои паҳн кардани гармӣ ба берун бо эмиссивияти баланди инфрасурх метавонад муфид бошад, дар ҳоле ки дар шароите, ки талафи гармӣ номатлуб аст, эмиссивияти паст афзалтар мебошад.

Рӯйпӯшҳои анъанавии эмиссивияти паст бештар хусусияти гармии собит медиҳанд. Системаҳои электрохромӣ метавонанд танзимшаванда бошанд, вале барои ивазшавӣ ба занҷири гардонандаи барқӣ ниёз дошта бошанд. Ҳадафи таҳқиқот сохтани меъмории содатари равзана аст, ки бо истифода аз нури UV-и аллакай дар муҳит мавҷуд ҳамчун ангезанда, бидуни манбаи берунаи қувва эмиссивияти инфрасурхро тағйир дода тавонад.

Равзанаи интеллектуалии фотохромии инфрасурх чӣ гуна кор мекунад?

IPSCW дар зери нури UV зичии интиқолдиҳандагони озоди нанокристаллҳои AZO-ро тағйир дода, ҷаббиши инфрасурхи бар LSPR асосёфтаро танзим мекунад; фотозаряди UV зичии интиқолдиҳандагон ва ҷаббиши инфрасурхро зиёд карда, ҳолати эмиссивияти баландро ба вуҷуд меорад, дар ҳоле ки бо аз байн рафтани UV разряди оксидшавии миёнаравишуда бо оксиген интиқолдиҳандагонро масраф мекунад, таъсири LSPR-ро суст мекунад ва ба хусусияти инъикоскунандаи инфрасурхи қабати ITO имкон медиҳад, ки дубора бартарӣ пайдо кунад.

Чаро AZO қабати фаъол аст?

Оксиди руҳ нимноқилест, ки бо легиронии мувофиқ метавонад ба зичии баланди интиқолдиҳандагони озод бирасад. Дар таҳқиқот AZO, ки бо легиронии нанокристаллҳои ZnO бо алюминий ҳосил шудааст, дар минтақаи инфрасурх рафтори резонанси локализатсияшудаи плазмони сатҳиро нишон медиҳад, ки ба зичии интиқолдиҳандагон ҳассос аст. Аз ин рӯ вазифаи қабати AZO танҳо “тағйир додани ранг” нест; балки табдил додани ҳолати заряди электронии бо UV ангехташуда ба ҷаббиши оптикии инфрасурх мебошад.

LSPR рафтори резонансиест, ки аз ҳамтаъсирии дастаҷамъонаи интиқолдиҳандагони озоди заряд дар наноструктура бо майдони электромагнитӣ ба вуҷуд меояд. Нуқтаи муҳим дар ин таҳқиқот ҳассос будани LSPR ба зичии интиқолдиҳандагон аст. Вақте ки бо фотозаряди UV шумораи электронҳо дар минтақаи ноқилӣ зиёд мешавад, ҷаббиши LSPR қавитар мегардад ва дар минтақаи инфрасурхи гармӣ ҷаббиши пурқувваттар ба вуҷуд меояд. Дар тавозуни гармӣ, аз нигоҳи робитаи Кирхгоф, ҷаббиши баланд бо эмиссивияти баланд дар ҳамон банди спектрӣ алоқаманд аст.

Вазифаи қабати ITO чист?

Оксиди индий-қалъагӣ (ITO) дар система танҳо зерқабати шаффоф нест. Дар меъмории манбаъ рӯйпӯши тиҷоратии ITO ҳангоми гузарондани нури намоён дар минтақаи инфрасурх ҳамчун пояи инъикоскунанда амал мекунад. Вақте қабати AZO дар ҳолати ҷаббиши паст аст, инъикоскунии инфрасурхи ITO бартарӣ пайдо мекунад ва система ба ҳолати эмиссивияти паст мегузарад.

Ин тақсимоти вазифа асоси меъмории IPSCW аст: қабати болоии AZO элементи оптикии тағйирёбанда ва қабати поёнии ITO рефлектори нисбатан собити инфрасурх мебошад. Ҳамин тавр, эмиссивияти инфрасурхи система бидуни тағйир додани тамоми сохтори шиша, танҳо тавассути ҳолати электронии AZO танзим карда мешавад.

Чаро LSPR дар ин таҳқиқот механизми калидӣ аст?

Резонанси локализатсияшудаи плазмони сатҳӣ механизми марказии физикиест, ки тағйири аз UV ба вуҷудомадаи зичии интиқолдиҳандагон дар нанокристаллҳои AZO-ро ба ҷаббиши инфрасурх ва дар натиҷа ба тағйири эмиссивияти инфрасурх мепайвандад; бидуни ин пайванд шарҳ додани он ки фотозаряд чӣ гуна рафтори гармии 8–13 μm-и равзанаро сахт тағйир медиҳад, имконнопазир аст.

Марҳилаи фотозаряд

Вақте нури UV ба нанокристаллҳои AZO мерасад, электронҳои минтақаи валентӣ ба ҳолатҳои электронии дорои энергияи баландтар барангехта мешаванд. Дар схемаи механизми манбаъ ин раванд ҳамчун афзоиши зичии интиқолдиҳандагон дар минтақаи ноқилӣ нишон дода шудааст. Афзоиши зичии интиқолдиҳандагон ҷаббиши LSPR-ро пурқувват мекунад ва эмиссивияти инфрасурхи дастгоҳ боло меравад.

Марҳилаи разряди оксидшавӣ

Пас аз бардоштани UV ҳолати зичии баланди интиқолдиҳандагон доимӣ нест. Таҳқиқот механизми разряди оксидшавиро истифода мебарад, ки дар он оксигени муҳит интиқолдиҳандагони фототавлидшударо масраф мекунад. Бо кам шудани зичии интиқолдиҳандагон ҷаббиши LSPR суст мешавад; нақши AZO ҳамчун ҷаббандаи инфрасурх кам мегардад ва таъсири инъикоскунандаи ITO-и поёнӣ равшантар мешавад. Ҳамин тавр ҳолати эмиссивияти паст барқарор мегардад.

Мантиқи гармии рӯз ва шаб

Манбаъ шароити рӯзонаи дорои UV-ро бо ҳолати эмиссивияти баланд мепайвандад. Эмиссивияти баланд ҳолатест, ки паҳн кардани шуоъафкании инфрасурхи гармии равзанаро ба берун самараноктар мекунад ва муаллифон онро бо сенарияи хунуккунии радиатсионии рӯзона алоқаманд мекунанд.

Дар шароити шабона, ки UV вуҷуд надорад, система ба эмиссивияти паст бармегардад. Эмиссивияти паст тамоюли сатҳро ба талафи энергия тавассути шуоъафкании гармӣ коҳиш медиҳад; манбаъ онро ҳамчун сенарияи изолятсияи гармии шабона шарҳ медиҳад. Ин тавсиф натиҷаи симулятсияи энергияи бино нест, балки тафсири физикии татбиқии хусусиятҳои ченшудаи эмиссивияти спектрӣ барои пӯсти бино мебошад.

Чаро нигоҳ доштани гузаронандагии намоён муҳим аст?

Агар равзанаи интеллектуалӣ ҳангоми беҳтар кардани иҷрои гармӣ нури намоёнро сахт маҳдуд кунад, вазифаи рӯшноии рӯзона метавонад зарар бинад. Дар ин таҳқиқот гузаронандагии намоён пеш ва пас аз UV аз %86 баланд боқӣ мондааст; дар бахши хулоса барои дастгоҳ арзиши %86,5 гузориш шудааст. Аз ин рӯ дастоварди асосӣ танҳо модулятсияи инфрасурх нест, балки нигоҳ доштани гузаронандагии баланди намоён ҳангоми тағйири қавии инфрасурх мебошад.

Чаро равзанаи атмосферавии 8–13 μm дар маркази таваҷҷуҳ аст?

Меъёри иҷрои инфрасурхи таҳқиқот махсусан ба диапазони дарозии мавҷи 8–13 μm равона шудааст. Ин банд ҳамчун минтақаи равзанаи атмосферавӣ истифода мешавад, ки дар он атмосфераи Замин нисбат ба шуоъафкании инфрасурхи гармӣ гузаронанда мебошад ва дар таҳқиқоти хунуккунии радиатсионии ғайрифаъол аҳамияти марказӣ дорад. Эмиссивияти IPSCW, ки байни 0,29 ва 0,81 тағйир меёбад, низ барои ҳамин банд гузориш шудааст.

Паёми илмии расмҳои манбаъ

Расми 1 ду раванди ҷудогонаро якҷо мекунад: синтези нанокристаллҳои AZO ва ба қабати плёнка табдил додани дисперсияи ҳосилшуда рӯйи шишаи ITO тавассути spin-coating. Паёми илмӣ ин аст, ки ба ҷойи литографияи мураккаби бисёрқабата, дастгоҳро бо занҷири синтези нанокристалл + рӯйпӯшкунӣ аз маҳлул + тафсондан истеҳсол кардан мумкин аст.

Расми 2 тасдиқи физикии меъмории дастгоҳ мебошад. Дар тасвирҳои TEM нанокристаллҳои AZO ҳамчун зарраҳои ба пирамида монанд ва канораҳои тездор дида мешаванд. Тақсимоти андоза 27,1 ± 6,0 nm мебошад. Тасвири буриш қабати AZO-и тақрибан 1,4 μm-ро рӯйи шишаи ITO равшан ҷудо мекунад. Морфологияи сатҳ нишон медиҳад, ки қабати нанокристаллӣ рӯйпӯши пайваста ташкил мекунад.

Расми 3 далели асосии функсионалии таҳқиқотро дар бар мегирад. Дар ҳоле ки спектри гузаронандагии намоён дар зери UV асосан нигоҳ дошта мешавад, каҷи эмиссивияти инфрасурх ба таври равшан тағйир меёбад. Панели сеюми ҳамин расм рафтори ченшударо бо механизми фотозаряд ва разряди оксидшавӣ мепайвандад.

Расми 4 ҷавоби термографии сабтшуда дар зери UV ва тафсири татбиқи рӯз/шаби бинои таҳқиқотро якҷо мекунад. Ҳарорати зоҳирии дар камераи гармӣ гузоришшуда тақрибан дар 40 сония ба тақрибан 42,5 °C расида, ба сершавӣ наздик мешавад. Бояд махсусан дар назар дошт, ки ин бо ҳарорати воқеии термодинамикии сатҳ айнан баробар нест; ченкунии камераи гармӣ дар манбаъ бо танзими emissivity = 0.95 анҷом дода шудааст ва эмиссивияти воқеии дастгоҳ ҳангоми таҷриба тағйир меёбад.

Таҳқиқот чиро дастгирӣ мекунад ва чиро дастгирӣ намекунад

Он чиро таҳқиқот дастгирӣ мекунад: Дастгоҳи дуқабатаи AZO/ITO дар тавсифи лабораторӣ ҳамроҳ бо гузаронандагии баланди намоён тағйири қавии эмиссивияти инфрасурхи вобаста ба UV-ро нишон медиҳад. Фарқи ченшудаи эмиссивияти 8–13 μm 0,52 мебошад. Механизми фотозаряд ва разряди оксидшавӣ мувофиқ ба рафтори оптикӣ шарҳ дода шудааст. Система бе ивазкунии барқии беруна бо UV ангехта мешавад.

Он чиро таҳқиқот мустақиман дастгирӣ намекунад: Таҳқиқот нишон намедиҳад, ки истеъмоли солонаи энергияи як бинои муайян чанд фоиз коҳиш меёбад; бори хунуккунӣ чӣ қадар паст мешавад; рӯйпӯш солҳои дароз ба борон, намӣ, ифлосшавӣ, харошидан ё давраҳои гармӣ тоб меорад; дар шишаҳои тиҷоратии чандметрӣ ҳамон иҷро ҳатман нигоҳ дошта мешавад; ё хароҷоти истеҳсол аз як ҳадди муайяни тиҷоратӣ поён мемонад.

Усул ва Натиҷаҳои Таҳқиқот

1. Омодасозии нанокристаллҳои AZO

Нанокристаллҳои AZO бо усули тағйирдодашудаи синтези non-injection омода шудаанд. Ҳарорати синтез 250 °C ва таносуби номиналии легиронии алюминий %20 mol нишон дода шудааст. Нанокристаллҳои ҳосилшуда барои истеҳсоли плёнка дар octane бо консентратсияи тақрибан 100 mg mL⁻¹ дисперсия шудаанд.

2. Ташкили рӯйпӯши IPSCW

Қадамҳои spin-coating танҳо як маротиба иҷро намешаванд; манбаъ мегӯяд, ки раванд то ба даст омадани ғафсии тақрибан 1,43 μm такрор шудааст. Ин ҷузъиёт муҳим аст, зеро рафтори оптикии инфрасурхи ҳосилшуда на танҳо ба химияи мавод, балки ба ғафсии плёнкаи фаъол низ вобаста аст.

3. Тавсифи морфологӣ

Сатҳи плёнкаи AZO бо FE-SEM таҳқиқ шудааст. Дастгоҳи истифодашуда TESCAN MIRA ва шиддати шуои электронӣ 20 kV мебошад. Намунаҳои буришӣ бо FIB бо истифода аз FEI STRATA 400S омода шуда, микроскопияи электронии гузаранда бо FEI Talos F200s анҷом дода шудааст.

Дар натиҷаҳои TEM гузориш шудааст, ки нанокристаллҳои AZO морфологияи пирамидашакл бо канораҳои тез доранд ва тақсимоти андоза 27,1 ± 6,0 nm мебошад. Микрографияи буриш пайдарпаии қабатҳои тақрибан 1,4 μm AZO / ITO / шиша-ро тасдиқ мекунад.

4. Ченкуниҳои оптикии намоён ва наздики инфрасурх

Спектрҳои гузаронандагии UV-Vis-NIR бо спектрофотометри Agilent Cary 5000 ва integrating sphere сабт шудаанд. Манбаъ барои таҷрибаҳое, ки махсус ишора нашудаанд, шиддати UV-ро 5 mW cm⁻² нишон медиҳад.

Дар ченкуниҳо гузаронандагии намоён пеш ва пас аз истифодаи UV аз %86 баланд боқӣ мемонад. Арзиши хоси бахши хулоса %86,5 мебошад. Аз ин рӯ, ҳангоми тағйир ёфтани хусусияти оптикии инфрасурх бо UV, шаффофияти равзана дар минтақаи намоён асосан нигоҳ дошта шудааст.

5. Ченкунии эмиссивияти инфрасурх

Эмиссивияти инфрасурх бо спектрометри Bruker Vertex 70 FTIR ва A562 миёна-инфрасурхи integrating sphere чен карда шудааст.

Қувваи шуоъафкании инфрасурх чӣ гуна ҳисоб шудааст?

Таҳқиқот қувваи шуоъафкании инфрасурхро дар диапазони муайяни дарозии мавҷ бо зарб кардани эмиссивияти миёна/самараноки он банд ба интеграли шуоъафкании спектрии ҷисми сиёҳ дар ҳамон ҳарорат аз рӯйи дарозии мавҷ ҳисоб мекунад; модулятсияи шуоъафканӣ байни ҳолатҳои эмиссивияти баланд ва паст ҳамчун фарқи ин ду қувва таъриф шудааст.

Муодилаи якуми дар манбаъ додашуда:

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

Ин муодила қувваи шуоъафкании инфрасурхро байни \(\lambda_1\) ва \(\lambda_2\) ҳисоб мекунад. \(P(\lambda_1,\lambda_2)\) ҳадди қувваи паҳншуда барои диапазони дахлдори спектрӣ мебошад; \(\varepsilon(\lambda_1,\lambda_2)\) эмиссивияти ҳамон диапазон ва \(I_{BB}(T,\lambda)\) ҳадди шуоъафкании спектрии ҷисми сиёҳро дар ҳарорати \(T\) ифода мекунад.

Аз ҷиҳати математикӣ интеграл саҳми умумии спектриро, ки ҷисми сиёҳи идеалӣ дар банди интихобшудаи дарозии мавҷ паҳн карда метавонад, ҷамъ мекунад. Коэффисиенти эмиссивият ин ҳадди идеалиро ба қобилияти паҳнкунии маводи воқеӣ миқёс мекунад. Аз ин рӯ, дар ҳарорати яксон ҳангоми зиёд шудани \(\varepsilon\) қувваи ҳисобшудаи шуоъафкании гармӣ низ зиёд мешавад.

Фарқи ҳолатҳои эмиссивияти баланд ва паст дар манбаъ бо муодилаи дуюм дода шудааст:

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

\(P_h\) қувваи шуоъафкании инфрасурх дар ҳолати эмиссивияти баланд ва \(P_l\) дар ҳолати эмиссивияти паст мебошад. Ин фарқ нишон медиҳад, ки равзанаи интеллектуалӣ на танҳо аз нигоҳи коэффисиенти эмиссивият, балки аз нигоҳи қувваи шуоъафкании гармӣ чӣ қадар модулятсия дода метавонад. Фарқи дар манбаъ гузоришшуда 74,4 W m⁻² мебошад.

6. Шиддати UV ва потенсиали муҳити берунӣ

Манбаъ гузориш медиҳад, ки ҷавоби фото-инфрасурх ҳатто дар шиддати пасти UV ангехта мешавад. Дар бахши натиҷаҳо арзиши ба ҳад монанд 1 mW m⁻² ва арзиши муқоисавӣ барои шиддати табиии UV-и офтоб >4,7 mW m⁻² навишта шудааст.

Дар ин нуқта истифодаи воҳидҳо дар манбаъ бояд бодиққат нигоҳ дошта шавад: дар усули тавсиф шиддати пешфарзи UV 5 mW cm⁻² дода шудааст, дар ҳоле ки дар ҷумлаи муқоисаи муҳити берунӣ mW m⁻² истифода шудааст. Verianla ин воҳидҳоро ба ҳамдигар табдил намедиҳад ё яке аз онҳоро ҳамчун хатои навиштии дигаре пазируфта, бесадо тағйир намедиҳад. Ду шакли гуногуни гузориш дар манбаъ бояд бетағйир ҳамчун ёддошти илмӣ нигоҳ дошта шаванд.

7. Таҷрибаи термографӣ

Термограммаҳои инфрасурхи мавҷи дароз дар банди 7,5–14 μm бо камераи гармии FLIR T1050sc сабт шудаанд. Намунаҳо рӯйи плитаи гармкунӣ дар ҳарорати 40 °C ҷойгир карда шудаанд. Танзими эмиссивияти камера ба 0,95 собит карда шуда, додаҳо бо FLIR Tools v5.6 таҳлил шудаанд.

Гузориш мешавад, ки ҳарорати зоҳирӣ/apparent ҳангоми ангезиши UV тақрибан ба 42,5 °C расида, дар давоми тақрибан 40 сония ба сершавӣ наздик шудааст.

Тафсири дурусти ин натиҷаи термографӣ муҳим аст. Тағйирёбандаи асосии физикии дастгоҳ эмиссивият мебошад ва камераи гармӣ ҳангоми табдил додани шуоъафкании инфрасурх ба ҳарорат фарзияи эмиссивиятро истифода мекунад. Гарчанде манбаъ танзими камераро дар 0,95 собит нигоҳ медорад, эмиссивияти воқеии намуна бо UV тағйир меёбад. Аз ин рӯ арзиши 42,5 °C набояд ҳамчун ҳарорати воқеии сатҳ, ки бо термометри мустақили тамосӣ тасдиқ шудааст, қабул шавад; он бояд, тавре ки манбаъ равшан мегӯяд, дар заминаи apparent temperature арзёбӣ гардад.

8. Муқоисаи физикии ҳолатҳои эмиссивияти баланд ва паст

9. Робитаи морфологияи нанокристалл бо дастгоҳ

Тасвирҳои TEM-и манбаъ нанокристаллҳои тақрибан 27 nm-ро нишон медиҳанд. Ин натиҷаҳои микроструктуравӣ худ аз худ сарфаи энергияро исбот намекунанд; нақши илмии онҳо нишон додани он аст, ки фазаи ҳадафии нанокристаллии AZO воқеан ташаккул ёфтааст ва плёнкаи фаъол аз зарраҳои наноскопӣ иборат аст.

Микрографияи буриш барои меъмории дастгоҳ нақши мустақимтар дорад. Тасвир тасдиқ мекунад, ки плёнкаи фаъоли AZO ва қабати ITO аз ҷиҳати физикӣ қабатҳои ҷудогонаанд. Ҳамин тавр, меъмории “ҷаббандаи болоии танзимшаванда + рефлектори инфрасурхи поёнӣ”, ки дар механизми оптикӣ пешниҳод шудааст, бо сохтори воқеии буриши намуна дастгирӣ мешавад.

10. Чаро система бе қувваи барқи беруна иваз шуда метавонад?

Дар системаҳои электрохромӣ ҳолати электронӣ аксаран бо додани шиддати беруна тағйир дода мешавад. Дар равиши фотохромии ин ҷо ангезандаи энергияи ивазшавӣ фотонҳои UV мебошанд. Аз ин рӯ таҳқиқот механизми ивазшавии оптикиеро пешниҳод мекунад, ки ҳангоми кори фаъол ба драйвери барқии беруна ниёз надорад.

Ибораи “қувва талаб намекунад” маънои онро надорад, ки истеҳсоли дастгоҳ ё тамоми давраи ҳаёт энергия талаб намекунад. Ифода танҳо мегӯяд, ки барои идора кардани ҳолати оптикӣ дар истифодаи рӯзмарра фармони барқӣ лозим нест.

11. Хондани якҷояи натиҷаҳои асосии ададӣ

12. Ҷиҳатҳои қавии таҳқиқот

Ҷиҳати қавии аввал содагии физикии меъморӣ мебошад. Система аз шишаи тиҷоратии ITO ва плёнкаи нанокристаллии AZO, ки аз маҳлул коркард мешавад, иборат аст; меъмории мураккаби микро/нанофабрикатсияи бисёрқабата истифода нашудааст.

Ҷиҳати қавии дуюм ҷудо кардани рафтори намоён ва инфрасурхи гармӣ дар як дастгоҳ мебошад. Ҳангоми баланд боқӣ мондани гузаронандагии намоён, тағйири калони 0,52 дар эмиссивияти инфрасурхи гармӣ гузориш шудааст.

Ҷиҳати қавии сеюм барқарор шудани робита байни тавсифи мавод ва механизми оптикӣ аст. TEM/SEM сохтори плёнкаи нанокристаллии дастгоҳ, UV-Vis-NIR гузаронандагии намоён, FTIR тағйири эмиссивият ва термография ҷавоби вақтро аз қабатҳои гуногуни таҷрибавӣ тасдиқ мекунанд.

Ҷиҳати қавии чорум он аст, ки механизми ивазшавӣ ба таъминоти барқии беруна ниёз надорад. UV-и муҳит мустақиман ҳамчун ангезандаи физикӣ истифода мешавад.

13. Маҳдудиятҳои асосӣ

Манбаъ preprint-и кӯтоҳи ҳаштсаҳифаӣ буда, ҳанӯз аз арзёбии ҳамтоён нагузаштааст. Аз ин рӯ, гарчанде натиҷаҳо аз ҷиҳати илмӣ ҷолибанд, онҳо дар марҳилаи тасдиқи як мақолаи нашршудаи рецензияшуда қарор надоранд.

Таҳқиқот рӯйи намунаи хурди лабораторӣ анҷом дода шудааст. Андозаи шишаи ITO-и истифодашуда 25 mm × 25 mm × 1,1 mm мебошад. Истеҳсоли шишаи меъмории миқёси метрӣ, яксонӣ, герметиконии канорҳо ва яксонӣ дар сатҳҳои калонро аз ин таҷриба мустақиман баровардан мумкин нест.

Дар манбаъ шумораи давраҳои дарозмуддат, нигоҳ доштани иҷро пас аз ҳазорҳо давраи фурӯзон/хомӯш кардани UV, пиршавӣ дар муҳити берунӣ, намӣ, об, харошидан, ифлосшавӣ ё озмоишҳои фарсудашавии механикӣ гузориш нашудаанд.

Гарчанде шарҳ дода мешавад, ки разряди оксидшавӣ ҳолати эмиссивияти пастро бармегардонад, манбаъ вақти пурраи барқароршавӣ пас аз бардоштани UV-ро ҳамчун параметри муфассали кинетикӣ гузориш намекунад.

Таҳқиқот истеъмоли энергияи HVAC-ро дар бинои муайян чен накардааст, симулятсияи солонаи энергияи бино анҷом надодааст ва фоизи сарфаи энергияро надодааст. Тафсири “хунуккунии рӯзона / изолятсияи шабона” мантиқи татбиқиест, ки мустақиман аз рафтори ченшудаи эмиссивият бармеояд.

Азбаски дар манбаъ таҳлили хароҷот вуҷуд надорад, потенсиали “хароҷоти паст”-и система бо иқтисоди муфассали истеҳсол ё ҳисоби хароҷоти давраи ҳаёт тасдиқ нашудааст.

14. Самти таҳқиқоти оянда

Дар бахши натиҷагирии манбаъ пешниҳод шудааст, ки система дар оянда бо маводҳои тағйирдиҳандаи ранги намоён ҳамгиро карда шавад. Чунин ҳамгироӣ метавонад имкон диҳад, ки спектри намоёни офтоб ва спектри инфрасурхи гармӣ алоҳида, вале ҳамоҳанг танзим карда шаванд. Аммо ин ҳамгироӣ дар таҳқиқоти ҷорӣ иҷро нашудааст ва ҳамчун самти таҳқиқоти оянда боқӣ мемонад.

Ёддошт оид ба Манбаъ ва Усул

Унвони аслӣ: Infrared photochromic smart window based on Al doped ZnO nanocrystals

Тартиби муаллифон: Chuanyuan Yu; Yan Jia; Zhenxing Jin; Fuling He; Mei Zu; Haifeng Cheng.

Муаллифони масъул: PDF-и манбаъ Yan Jia ва Haifeng Cheng-ро бо аломати ситора ҳамчун corresponding authors нишон медиҳад. Дар интерфейси расмии SSRN Yan Jia ҳамчун “Contact Author” номбар шудааст.

Маълумоти муассисаҳо дар PDF: 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.

Ёддошти аффилиатсияи библиографӣ: Дар ҳоле ки PDF Zhenxing Jin-ро бо аффилиатсияи аввал мепайвандад, саҳифаи расмии сабти SSRN барои Zhenxing Jin муассисаи Wuhan Institute of Technology-ро нишон медиҳад. Ин фарқ бесадо ислоҳ нашудааст.

Платформа: SSRN.

Рақами SSRN: 7192555.

DOI: 10.2139/ssrn.7192555.

Санаи пешниҳод: Дар сабти расмии SSRN 27 июл 2026.

Навъи манбаъ: Мақолаи таҳқиқотии preprint.

Ҳолати рецензия: Аз арзёбии ҳамтоён нагузаштааст.

Иҷозатнома: Сабти расмии SSRN мегӯяд, ки соҳиби ҳуқуқи муаллиф ба SSRN иҷозатнома додааст, ҳамаи ҳуқуқҳо ҳифз шудаанд ва истифодаи такрории беиҷозат иҷозат дода намешавад. Аз ин рӯ тасвирҳои манбаъ ё тарҳи фарқкунандаи пешниҳод дар Verianla нусхабардорӣ нашудаанд.

Маблағгузорӣ: 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).

Бархӯрди манфиатҳо: Дар PDF-и боршуда бахши ҷудогонаи Declaration of Competing Interest намоён нест; аз ин рӯ набудани бархӯрди манфиатҳо фарз нашудааст.

Дастрасии додаҳо: Дар манбаъ изҳороти ҷудогонаи Data Availability намоён нест. Файлҳои рақамии хоми графикҳои ченкунӣ дар дохили PDF пешниҳод нашудаанд.

Саҳми муаллифон / CRediT: Дар манбаъ бахши ҷудогонаи CRediT Author Contributions намоён нест.

Усули асосии таҷрибавӣ: Синтези нанокристаллҳои ZnO бо Al; дисперсияи octane; spin-coating-и такрорӣ рӯйи шишаи тиҷоратии ITO; тафсондан зери N₂; тавсифи морфологӣ бо FE-SEM/TEM; спектроскопияи гузаронандагии UV-Vis-NIR; ченкунии эмиссивияти инфрасурх бар асоси FTIR; термографияи инфрасурхи мавҷи дароз.

Ҳадди асосии тафсири илмӣ: Таҳқиқот мавод ва намунаи равзанаи интеллектуалиро дар миқёси лабораторӣ тасдиқ мекунад. Иҷрои энергетикии бино дар миқёси пурра, устувории фасади тиҷоратӣ, устувории даврии дарозмуддат ва сарфаи солонаи энергия дар шароити воқеии иқлим бояд алоҳида тасдиқ карда шаванд.