그림(a) 다양한 모드 디밍 제어 전략 및 tri-state switching multispectral smart window에 대한 효과의 개략도. (b) 5GHz 파동 입사에서 다른 저항 값을 가진 창 뒤의 인간 머리의 전기장 분석. 크레딧: Light: Science & Applications (2024). DOI: 10.1038/s41377-024-01541-y

실내 공간과 외부 환경을 연결하는 중요한 통로인 창문은 유해한 광파와 전자기파(EM)의 주요 진입점 역할도 합니다. 그러나 광 투과 및 산란을 관리하려면 일반적으로 다른 재료 시스템과 장치가 필요합니다.

또한 스마트 윈도우 기술에서 종종 간과되는 중요한 측면은 EM 변조입니다. 따라서 가시광선 조절 및 EM 차폐가 가능한 창문이 시급한 과제가 되고 있습니다.

Light: Science & Applications에 발표된 "Multispectral smart window: Dynamic light modulation and electromagnetic microwave shielding"이라는 제목의 새로운 논문에서 Infrared Films and Crystal의 Jiaqi Zhu 교수가 이끄는 팀은 가시광선을 조절하는 동시에 마이크로파 신호를 차단할 수 있는 혁신적인 다중 스펙트럼 스마트 창을 소개합니다.

이 창의 구조에는 음극 액정, 이온 계면활성제 및 이색성 염료로 구성된 코어 액정 혼합물과 수직으로 정렬된 폴리이미드 층과 인듐 주석 산화물(ITO) 필름이 포함되며, 모두 유리 기판 내에 캡슐화되어 있습니다.

그림(a)에서 볼 수 있듯이 동적 산란과 액정 도핑을 결합하면 투과율 및 산란을 정밀하게 제어할 수 있어 에너지 절약 및 개인 정보 보호가 향상됩니다. 또한 ITO 필름 두께를 최적화하면 광학 성능을 희생하지 않고도 효과적인 마이크로파 차폐를 제공하여 그림(b)와 같이 5G 네트워크의 부상으로 인한 잠재적인 건강 위험을 줄일 수 있습니다.

이 연구는 기존 전자 제어 스마트 윈도우와 마이크로파 차폐 기술을 위한 투명 구조를 비교하여 응답 시간, 투과율 조정 범위, 헤이즈 조정 범위, 구동 전압 및 광학 변조 모드의 5가지 차원에서 상당한 이점을 보여줍니다.

요약하면, 이 연구는 전자기 오염을 완화하는 동시에 투명, 흡수 및 연무 상태 간의 전환을 통해 들어오는 햇빛을 동적으로 조정하도록 설계된 새로운 다중 스펙트럼 스마트 윈도우 기술을 제시합니다.

제안된 이온 이동 모델과 유전 상수 작동 전략의 도움으로 CTAB와 SDS의 비율은 더 낮은 최적 구동 주파수(~300Hz)를 달성하도록 결정되어 고주파 구동에서 발생할 가능성이 더 높은 전기적 파괴를 방지했습니다.

또한 투명 전도성 필름의 두께를 최적화하여 광대역 전자파 차폐 효과를 30.9dB로 크게 향상시키는 동시에 광학 투명도에 미치는 영향을 최소화했습니다.

이 연구는 태양 스펙트럼과 마이크로파 스펙트럼 관리 모두를 위한 스마트 윈도우의 설계 및 최적화를 조정하는 데 도움이 되는 유익한 시도를 제공합니다.

이상의 기사는 2024년 9월 4일 TechXplore게재된 “Multispectral smart window: A step toward healthier indoor environments”제목의 기사 내용을 편집하여 작성하였습니다.

* 원문정보 출처 : Multispectral smart window: A step toward healthier indoor environments (techxplore.com)

* 추가정보 출처 : Multispectral smart window: Dynamic light modulation and electromagnetic microwave shielding | Light: Science & Applications (nature.com)

창조아고라 박윤석 VP wonyon@empas.com 박윤석 VP의 기사 더보기

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