نسخه آزمایشی

EN / FA

نسخه آزمایشی

فناوری نانو – نانو ساخت – مشخصه‌های کنترلی کلیدی -قسمت 3 – 1: نانو مواد نورتاب – کارائی کوانتومی

"Nanotechnologies –Nanomanufacturing – Key Control Characteristics – Part 3-1: Luminescent nanomaterials – Quantum efficiency"

شماره: 

19758-3-1

سال انتشار: 

1397
یکی از محرک‌های اصلی در به کار گیری افزاره‌های روشنائی حالت جامد (SSL) کارائی بالقوه آنها برای تبدیل الکتریسیته به نور می‌باشد. افزاره‌های نورتاب فلورسنتی و رشته‌ای تنها کارائی در حدود ۵ الی ۳۰ دارند که افزاره‌های روشنائی رشته‌ای کارانی کمتری دارند. از آنجائی که بخش قابل توجهی از کل الکتریسیته مصرفی برای تولید نور تلف می‌شود افزایش کارائی افزاره‌های نورتاب اثر فوق‌العاده بزرگی در کاهش مصرف انرژی جهانی خواهند داشت کارائی روشنائی افزاره‌های SSL یک مشخصه اندازه‌گیری اصلی از کارائی کلی آنها می‌باشد. و روش‌های استانداردی برای اندازه گیری این مشخصه پایه‌‌گذاری شده است که برای حصول اطلاعاتی قابل اطمینان برای سازندگان و مصرف کنندگان ضروری است. این استاندارد سازی در خصوص مواد نورتاب که در آن سازندگان دیودهای نورتاب (LED) بتوانند به آن اعتماد کنند، صدق می‌کند. با این وجود چنین استانداردی در حال حاضر وجود ندارد این استاندارد دستورالعمل جامعی برای مقایسه نانو مواد نورتاب تولید شده توسط تولید کنندگان مختلف و به صورت بالقوه برای مواد نورتاب مورد استفاده در LEDها به صورت عمومی در اختیار سازندگان SSL قرار می‌دهد. معمول ترین افزاره‌های SSL از یک دیود نورتاب آبی LED و یک ماده نورتاب تشکیل شده‌اند. این دیود به صورت توری لومینوفرها را تحریک می‌کند که نوری با رنگ مناسب یا ترکیب رنگ‌هائی را که برایند طیفی آنها سفید باشد تابش کند. این افزاره دیود نورتاب مبدل فسفری نام‌گذاری می‌گردد که به صورت غیر مستقیم الکتریسیته را به نور سفید تبدیل می‌کند. این کار ابتدا با ایجاد نور آبی و سپس تبدیل نور آبی به تابش طیف وسیع نور مرئی انجام می‌دهد. امروزه نقاط کوانتومی یا نانو فسفرها انتخابی مناسب برای مواد نورتاب است که طول موج دیود نورتاب آبی را به طیف وسیع نور سفید تبدیل می‌کند. امروزه نقاط کوانتومی و نانو فسفرها به دلایل مختلف مانند: انعطاف پذیری بیشتر در تولید رنگ‌های مختلف طیف تابشی با پهنای باریک، طیف جذبی وسیع، زمان لخته شدن نزدیک به نامحدود رنگ‌زدائی کاهش یافته و پراکندگی نوری کمتر در مقایسه با فسفرهای مرسوم که نوعاً از ۵ میکرومتر بزرگتر هستند، در این کاربرد مورد توجه می‌باشند. “pc-LEDهای تقویت شده با نقاط کوانتومی نشان داده شده است که میتوانند بهترین ترکیب ممکن از نمود رنگ، دمای وابسته به رنگ و کارائی نوری بالاتر از هر pc-LED موجود در بازار را داشته باشند. یک متغیر اندازه‌گیری حیاتی برای مواد نورتاب مورد استفاده در صنعت روشنائی، کارانی کوانتومی می‌باشد. که در این استاندارد به صورت تعداد فوتون‌های منتشر شده در فضای آزاد توسط ناتو ذره نورتاب تقسیم پرتعداد فوتون‌های جذب شده توسط نانو ذره، تعریف میشود. تامین کنندگان نقاط کوانتومی و نانو مواد نورتاب نوعاً فقط کارائی کوانتومی نسبی (یا به طور جایگزین بازده کوانتومی) را در فاز محلول اندازه‌گیری می‌کند. این امر به دلیل سادگی چنین روش اندازه گیری و کاربردی بودن آن در تصویر برداری پزشکی زیستی به عنوان یکی از کاربردهای وسیع نقاط کوانتومی در تحقیق و توسعه می‌باشد این اندازه گیری‌ها اغلب در غلظت‌های پائین انجام می‌شوند که در آن اثراتی مانند تجمع نانو ذره و باز جذب توسط سایر نقاط کوانتومی به حداقل رسیده است در حالی که در کاربردهای نهائی غلظت‌های واقعی نانو مواد نورتاب ممکن است به شدت متفاوت باشند. برای مثال در یک افزاره SSL ترکیب‌های غلظتی متفاوتی از نانو ذره نورتاب در حالت جامد یا محلول ممکن است برای رسیدن به شارش نوری مطلوب و دمای رنگ مربوط نیاز باشد. این استاندارد برای اولین بار آن روش را تدوین کرده و یک روش اندازه گیری کارائی کوانتومی مطلق را هم برای نمونه‌های جامد (یعنی نانو ذرات نورتاب جای گرفته در یک یک ماتریس پلیمری، لایه‌نشانی شده روی شیشه نوری، مستقیماً اعمال شده به دیودهای نورتاب و دیگر موارد) و هم برای نمونه‌های مایع (یعنی نانو ذرات معلق کلوئیدی) را ایجاد می‌کند. این روش تامین کنندگان و خریداران را قادر می‌سازد که کارانی یک ماده را با دیگری هم در فاز اولیه (محلول) و هم در فاز فناورانه نهانی (جامد) مقایسه کنند.

هدف از تدوین این استاندارد

هدف از تدوین این استاندارد تعیین اصول کلی است که باید برای انجام اندازه گیری‌های تجدید پذیر کارائی کوانتومی نانو مواد نورتاب در نظر گرفته شود. نانو مواد نورتاب مورد بحث در این روش شامل نانو اشیائی مانند نقاط کوانتومی، نانو فسفرها، نانو ذرات، نانو فیبرها، نانو کریستال‌ها، نانو صفحه‌ها و ساختارهائی شامل این مواد می‌باشند. نانو مواد ممکن است در یکی از دو حالت مایع (مانند پخش کلوئیدی نقاط کوانتومی) یا جامد (مانند نانو فیبرها در بردارنده نانو ذرات نورتاب) پخش شده باشند.

شماره استاندارد ملی ایران: 

19758-3-1

سال انتشار: 

1397

فناوری نانو – نانو ساخت – مشخصه‌های کنترلی کلیدی -قسمت 3 – 1: نانو مواد نورتاب – کارائی کوانتومی

"Nanotechnologies –Nanomanufacturing – Key Control Characteristics – Part 3-1: Luminescent nanomaterials – Quantum efficiency"

یکی از محرک‌های اصلی در به کار گیری افزاره‌های روشنائی حالت جامد (SSL) کارائی بالقوه آنها برای تبدیل الکتریسیته به نور می‌باشد. افزاره‌های نورتاب فلورسنتی و رشته‌ای تنها کارائی در حدود ۵ الی ۳۰ دارند که افزاره‌های روشنائی رشته‌ای کارانی کمتری دارند. از آنجائی که بخش قابل توجهی از کل الکتریسیته مصرفی برای تولید نور تلف می‌شود افزایش کارائی افزاره‌های نورتاب اثر فوق‌العاده بزرگی در کاهش مصرف انرژی جهانی خواهند داشت کارائی روشنائی افزاره‌های SSL یک مشخصه اندازه‌گیری اصلی از کارائی کلی آنها می‌باشد. و روش‌های استانداردی برای اندازه گیری این مشخصه پایه‌‌گذاری شده است که برای حصول اطلاعاتی قابل اطمینان برای سازندگان و مصرف کنندگان ضروری است. این استاندارد سازی در خصوص مواد نورتاب که در آن سازندگان دیودهای نورتاب (LED) بتوانند به آن اعتماد کنند، صدق می‌کند. با این وجود چنین استانداردی در حال حاضر وجود ندارد این استاندارد دستورالعمل جامعی برای مقایسه نانو مواد نورتاب تولید شده توسط تولید کنندگان مختلف و به صورت بالقوه برای مواد نورتاب مورد استفاده در LEDها به صورت عمومی در اختیار سازندگان SSL قرار می‌دهد. معمول ترین افزاره‌های SSL از یک دیود نورتاب آبی LED و یک ماده نورتاب تشکیل شده‌اند. این دیود به صورت توری لومینوفرها را تحریک می‌کند که نوری با رنگ مناسب یا ترکیب رنگ‌هائی را که برایند طیفی آنها سفید باشد تابش کند. این افزاره دیود نورتاب مبدل فسفری نام‌گذاری می‌گردد که به صورت غیر مستقیم الکتریسیته را به نور سفید تبدیل می‌کند. این کار ابتدا با ایجاد نور آبی و سپس تبدیل نور آبی به تابش طیف وسیع نور مرئی انجام می‌دهد. امروزه نقاط کوانتومی یا نانو فسفرها انتخابی مناسب برای مواد نورتاب است که طول موج دیود نورتاب آبی را به طیف وسیع نور سفید تبدیل می‌کند. امروزه نقاط کوانتومی و نانو فسفرها به دلایل مختلف مانند: انعطاف پذیری بیشتر در تولید رنگ‌های مختلف طیف تابشی با پهنای باریک، طیف جذبی وسیع، زمان لخته شدن نزدیک به نامحدود رنگ‌زدائی کاهش یافته و پراکندگی نوری کمتر در مقایسه با فسفرهای مرسوم که نوعاً از ۵ میکرومتر بزرگتر هستند، در این کاربرد مورد توجه می‌باشند. “pc-LEDهای تقویت شده با نقاط کوانتومی نشان داده شده است که میتوانند بهترین ترکیب ممکن از نمود رنگ، دمای وابسته به رنگ و کارائی نوری بالاتر از هر pc-LED موجود در بازار را داشته باشند. یک متغیر اندازه‌گیری حیاتی برای مواد نورتاب مورد استفاده در صنعت روشنائی، کارانی کوانتومی می‌باشد. که در این استاندارد به صورت تعداد فوتون‌های منتشر شده در فضای آزاد توسط ناتو ذره نورتاب تقسیم پرتعداد فوتون‌های جذب شده توسط نانو ذره، تعریف میشود. تامین کنندگان نقاط کوانتومی و نانو مواد نورتاب نوعاً فقط کارائی کوانتومی نسبی (یا به طور جایگزین بازده کوانتومی) را در فاز محلول اندازه‌گیری می‌کند. این امر به دلیل سادگی چنین روش اندازه گیری و کاربردی بودن آن در تصویر برداری پزشکی زیستی به عنوان یکی از کاربردهای وسیع نقاط کوانتومی در تحقیق و توسعه می‌باشد این اندازه گیری‌ها اغلب در غلظت‌های پائین انجام می‌شوند که در آن اثراتی مانند تجمع نانو ذره و باز جذب توسط سایر نقاط کوانتومی به حداقل رسیده است در حالی که در کاربردهای نهائی غلظت‌های واقعی نانو مواد نورتاب ممکن است به شدت متفاوت باشند. برای مثال در یک افزاره SSL ترکیب‌های غلظتی متفاوتی از نانو ذره نورتاب در حالت جامد یا محلول ممکن است برای رسیدن به شارش نوری مطلوب و دمای رنگ مربوط نیاز باشد. این استاندارد برای اولین بار آن روش را تدوین کرده و یک روش اندازه گیری کارائی کوانتومی مطلق را هم برای نمونه‌های جامد (یعنی نانو ذرات نورتاب جای گرفته در یک یک ماتریس پلیمری، لایه‌نشانی شده روی شیشه نوری، مستقیماً اعمال شده به دیودهای نورتاب و دیگر موارد) و هم برای نمونه‌های مایع (یعنی نانو ذرات معلق کلوئیدی) را ایجاد می‌کند. این روش تامین کنندگان و خریداران را قادر می‌سازد که کارانی یک ماده را با دیگری هم در فاز اولیه (محلول) و هم در فاز فناورانه نهانی (جامد) مقایسه کنند.

هدف از تدوین این استاندارد

هدف از تدوین این استاندارد تعیین اصول کلی است که باید برای انجام اندازه گیری‌های تجدید پذیر کارائی کوانتومی نانو مواد نورتاب در نظر گرفته شود. نانو مواد نورتاب مورد بحث در این روش شامل نانو اشیائی مانند نقاط کوانتومی، نانو فسفرها، نانو ذرات، نانو فیبرها، نانو کریستال‌ها، نانو صفحه‌ها و ساختارهائی شامل این مواد می‌باشند. نانو مواد ممکن است در یکی از دو حالت مایع (مانند پخش کلوئیدی نقاط کوانتومی) یا جامد (مانند نانو فیبرها در بردارنده نانو ذرات نورتاب) پخش شده باشند.