광학 기술: 핵심-쉘 양자점의 발광 코드
이 인광체의 핵심 강도자갈셀렌화아연/황화카드뮴(ZnS/CdSe) 코어{0}}쉘 양자점의 정밀한 설계가 핵심입니다. 기술팀은 콜로이드 화학을 사용하여 황화카드뮴 코어(발광 중심 제공)와 셀렌화아연 껍질(코어 구조 보호 및 안정성 향상)로 직경 3{4}}5nm의 양자점을 합성합니다. 이 "코어-쉘" 양자점 코팅(200nm 두께)은 5~10mm 천연 자갈 표면을 균일하게 덮습니다.
이 구조는 두 가지 광학적 혁신을 달성합니다. 첫째, 낮은 임계값을 갖는 넓은 여기 파장 범위-효율적인 여기에는 365nm 자외선(태양광 및 가로등에 존재)이 필요하므로 강력한 전용 광원이 필요하지 않습니다. 둘째, 정밀하게 제어 가능한 방출 피크-는 양자점 크기를 조정하여 520nm(녹색)와 620nm(빨간색)에서 두 가지 특징적인 방출 피크를 얻습니다. 녹색은 "안전한 통행 구역"(예: 자전거 도로 중앙)을 나타내고 빨간색은 "위험 경계"(예: 연석, 계단)를 나타냅니다. 두 색상의 광도 비율은 1:1.2로 인간의 야간 시력 감도와 일치합니다(녹색이 더 잘 인식됩니다).
양자점의 "크기 효과"는 발광 효율의 핵심입니다. 입자 크기를 3nm(적색광) 및 5nm(녹색광)로 제어하면 전자 전이 에너지가 정밀하게 조절되어 기존 인광 재료(예: 황화아연 매트릭스)보다 3배 더 높은 85%-의 광발광 양자 수율(PLQY)을 달성합니다. 이는 흐린 저조도 조건에서도 야간 발광을 위해 충분한 에너지를 저장할 수 있음을 의미합니다.-
성능 데이터: 잔광 지속 시간부터 내후성까지 포괄적인 혁신
테스트 데이터에 따르면 양자점 인광 자갈은 전반적으로 기존 인광 돌보다 성능이 뛰어납니다. 햇빛에 30분 노출된 후 잔광 지속 시간은 12시간에 이릅니다(완전한 어둠 속에서도 여전히 구별 가능).{6}}기존 인광 돌(2시간)의 6배; 달빛 여기(0.5lux 조도) 하에서 잔광 지속 시간은 8시간으로 유지되어 밤새도록 조명 요구 사항을 충족합니다.
더욱 중요한 것은 장기{0}}안정성입니다. ISO 17398(도로 반사재 내후성 표준)에 따라 테스트되었으며 1000시간의 지속적인 UV 노화(5년간의 실외 노출 시뮬레이션) 후에 자갈의 광도는 4.7%만 감소합니다(<5% per year)-far lower than traditional materials (>연간 20% 감소). 이는 보호 코어-쉘 구조-셀렌화아연 쉘이 산소와 습기를 격리하여 양자점 산화를 방지하고 사용 수명을 10년 이상 연장하기 때문입니다(기존 인광석의 경우. 2-3년).
기계적 특성도 도로 시나리오에 적합합니다. 코팅된 자갈은 80MPa의 압축 강도(코팅되지 않은 자갈의 경우 . 70MPa와 비교) 20% 향상된 내마모성(1000회 에머리 휠 마찰 주기 후 코팅 유지율 >90%)을 달성하고 자전거와 보행자가 장기간 -연마해도 고장 없이 견딜 수 있습니다.
적용 시나리오: 코펜하겐의 안전 관행
코펜하겐의 "그린웨이 인광 프로젝트"는 벤치마크 애플리케이션으로 자리잡고 있습니다. 2023년에 시에서는 15km의 자전거 도로에 양자점 인광 자갈을 설치했습니다. 차선 중앙에는 녹색{3}}발광 자갈(520nm), 연석에는 빨간색{5}}발광 자갈(620nm)이 설치되었습니다. 1년 작동 후 데이터는 다음과 같습니다.
야간 자전거 사고는 37% 감소했습니다(km당 0.8에서 0.5로). "차선 이탈"로 인한 충돌은 62% 감소했습니다.
도로 가시성에 대한 자전거 이용자의 만족도는 91%에 달했습니다(기존 반사 표시의 경우. 65% 대비). 특히 조명이 없는 구간에서는 인광 자갈을 사용하여 자전거 운전자가 50m 앞에서 도로 회전 및 장애물을 식별할 수 있습니다.
상당한 에너지 절약: 기존 태양광 가로등의 비용은 km당 연간 최대 €2,000인 반면 인광 자갈은 에너지가 전혀 없어{2}}10년마다 교체하면 됩니다-수명주기 비용이 82% 절감됩니다.
도시 도로를 넘어 이 기술은 풍경이 아름다운 지역과 캠퍼스에도 적용되었습니다. 항저우 서호의 야간 산책로는 인광 자갈을 사용하여 경로를 표시하여 관광객의 야간 시간 손실을 75% 줄였습니다. 베이징 대학교 캠퍼스에서는 이 장치를 사용하여 보도 경계를 표시하고 눈이 많이 내리는 반사 조건에서 도로 인식을 50% 향상시켰으며{2}}복잡한 저조도 환경에서의 다용도성을 보여줍니다-.