Ultraviolet to Mid-Infrared Emissivity Control by Mechanically Reconfigurable Graphene.

التحكم في الانبعاثية من الأشعة فوق البنفسجية إلى الأشعة تحت الحمراء المتوسطة بواسطة الجرافين القابل لإعادة التشكيل ميكانيكيًا.

Clicks: 331
ID: 1576
2019
Article Quality & Performance Metrics
Overall Quality
Not rated
Combines reader engagement with the AI quality analysis. This article has not been analysed, so there is no overall score — reader engagement is measured and shown alongside.
AI Quality Assessment
Not analyzed
Readership in this journal
Emerging

Ranked #21 of 275 articles by views in Nano letters

Most read Least read

Bar heights use a square-root scale. Only the 120 most-read articles are drawn; the journal has 275 in total.

Mint this article as an NFT
Not yet minted

Create a permanent, verifiable on-chain record of this article on the Scimatic Network. The NFT is held in your Journament account, and you can withdraw it to your own wallet at any time.

5 SUSD one-off · no wallet required
Sign in to mint
Abstract
Spectral emissivity control is critical for optical and thermal management in the ambient environment because solar irradiance and atmospheric transmissions occur at distinct wavelength regions. For instance, selective emitters with low emissivity in the solar spectrum but high emissivity in the mid-infrared can lead to significant radiative cooling. Ambient variations require not only spectral control but also a mechanism to adjust the emissivity. However, most selective emitters are fixed to specific wavelength ranges and lack dynamic control mechanisms. Here we show ultraviolet to mid-infrared emissivity control by mechanically reconfiguring graphene, in which stretching and releasing induce dynamic topographic changes. We fabricate crumpled graphene with pitches ranging from 40 nm to 10 µm using deformable substrates. Our measurements and computations show that 140-nm-pitch crumpled graphene offers ultraviolet emissivity control in 200-300 nm wavelengths whereas 10-µm-pitch crumpled graphene offers mid-infrared emissivity control in 7-19 µm wavelengths. Significant emissivity changes arise from interference induced by the periodic topography and selective transmissivity reductions. Dynamic stretching and releasing of 140-nm- and 10-µm-pitch crumpled graphene show reversible emissivity peak changes at 250 nm and at 9.9 µm wavelengths, respectively. This work demonstrates the unique potential of crumpled graphene as a reconfigurable optical and thermal management platform.
يُعدّ التحكم في الانبعاثية الطيفية أمرًا بالغ الأهمية للإدارة البصرية والحرارية في البيئة المحيطة، نظراً لأن الإشعاع الشمسي ونفاذية الغلاف الجوي يحدثان عند نطاقات أطوال موجية متمايزة. فعلى سبيل المثال، يمكن للبواعث الانتقائية ذات الانبعاثية المنخفضة في الطيف الشمسي والانبعاثية العالية في نطاق الأشعة تحت الحمراء المتوسطة أن تؤدي إلى تبريد إشعاعي ملحوظ. ولا تتطلب التغيرات المحيطية تحكماً طيفياً فحسب، بل تستلزم أيضاً آلية لضبط الانبعاثية. ومع ذلك، فإن معظم البواعث الانتقائية تكون مقيدة بنطاقات أطوال موجية محددة وتفتقر إلى آليات التحكم الديناميكي. نُبيّن هنا إمكانية التحكم في الانبعاثية من نطاق الأشعة فوق البنفسجية إلى نطاق الأشعة تحت الحمراء المتوسطة من خلال إعادة التشكيل الميكانيكي للجرافين، حيث يؤدي الشد والإرخاء إلى إحداث تغيرات طبوغرافية ديناميكية. وقد قمنا بتصنيع جرافين مجعّد بفترات تكرار تتراوح بين 40 نانومتر و10 ميكرومتر باستخدام ركائز قابلة للتشوه. وتُظهر قياساتنا وحساباتنا أن الجرافين المجعد بفترة تكرار قدرها 140 نانومتر يتيح التحكم في انبعاثية الأشعة فوق البنفسجية عند أطوال موجية تتراوح بين 200 و300 نانومتر، بينما يتيح الجرافين المجعد بفترة تكرار قدرها 10 ميكرومتر التحكم في انبعاثية الأشعة تحت الحمراء المتوسطة عند أطوال موجية تتراوح بين 7 و19 ميكرومتر. وتنشأ التغيرات الملحوظة في الانبعاثية عن التداخل الناجم عن الطبوغرافيا الدورية وعن الانخفاض الانتقائي في النفاذية. كما يُظهر الشد والإرخاء الديناميكيان للجرافين المجعد بفترتي تكرار 140 نانومتر و10 ميكرومتر تغيرات عكوسة في ذروة الانبعاثية عند أطوال موجية تبلغ 250 نانومتر و9.9 ميكرومتر، على التوالي. ويبرهن هذا العمل على الإمكانات الفريدة للجرافين المجعد كمنصة قابلة لإعادة التشكيل للإدارة البصرية والحرارية.
Reference Key
krishna2019ultraviolet Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors Krishna, Anirudh;Kim, Jin Myung;Leem, Juyoung;Wang, Michael Cai;Nam, SungWoo;Lee, Jaeho;
Journal Nano letters
Year 2019
DOI
10.1021/acs.nanolett.9b01358
URL
Keywords Keywords not found

Citations

No citations found. To add a citation, contact the admin at info@scimatic.org

Comments

No comments yet. Be the first to comment on this article.