Optinė technologija: šerdies{0}}apvalkalo kvantinių taškų liuminescencinis kodas
Pagrindinis šio fosforescento stiprumasžvyrasslypi tikslioje cinko selenido/kadmio sulfido (ZnS/CdSe) šerdies -apvalkalo kvantinių taškų konstrukcijoje. Naudodama koloidinę chemiją, techninė komanda susintetina 3-5 nm skersmens kvantinius taškus su kadmio sulfido šerdimi (suteikiančia liuminescencinius centrus) ir cinko selenido apvalkalu (apsaugančiu šerdies struktūrą ir didinančiu stabilumą). Ši „šerdies ir apvalkalo“ kvantinio taško danga (200 nm storio) tolygiai padengia 5–10 mm natūralaus žvyro paviršių.
Šia struktūra pasiekiami dvigubi optiniai laimėjimai: pirma, plačiam sužadinimo bangų ilgio diapazonui ir žemo slenksčio -efektyviam sužadinimui reikalinga 365 nm ultravioletinė šviesa (esama saulės šviesoje ir gatvių šviesoje), todėl nereikia specialių stiprių šviesos šaltinių; antra, tiksliai valdomos emisijos smailės-koreguojant kvantinio taško dydį, pasiekiamos dvi būdingos emisijos smailės ties 520 nm (žalia) ir 620 nm (raudona). Žalia spalva žymi „saugaus praėjimo zonas“ (pvz., dviračių takų centrus), o raudona – „pavojaus ribas“ (pvz., bortelius, laiptelius). Dviejų spalvų šviesos intensyvumo santykis yra 1:1,2, atitinkantis žmogaus naktinio matymo jautrumą (žalia spalva geriau atpažįstama).
Kvantinių taškų „dydžio efektas“ yra esminis jų šviesos efektyvumas: kontroliuojant dalelių dydį iki 3 nm (raudona šviesa) ir 5 nm (žalioji šviesa), tiksliai reguliuojama elektronų perėjimo energija, todėl fotoliuminescencijos kvantinė išeiga (PLQY) yra 85 % -daugiau nei 3 kartus didesnė už tradicines medžiagas (pvz., sulfidines matricincines). Tai reiškia, kad galima sukaupti pakankamai energijos nakties liuminescencijai net ir debesuotomis silpno{8} apšvietimo sąlygomis.
Našumo duomenys: visapusiški proveržiai nuo švytėjimo trukmės iki atsparumo oro sąlygoms
Bandymo duomenys rodo, kad kvantinio taško fosforescuojantis žvyras pranoksta tradicinius fosforescuojančius akmenis: po 30 minučių saulės šviesoje jo švytėjimo trukmė siekia 12 valandų (vis dar galima atskirti visiškoje tamsoje) -6 kartus daugiau nei tradicinių fosforescuojančių akmenų (2 valandos); sužadinant mėnulio šviesą (0,5 liukso apšvietimas), papildomo švytėjimo trukmė išlieka 8 valandas, tenkinant visos nakties apšvietimo poreikius.
Dar svarbiau, ilgalaikis stabilumas: išbandytas pagal ISO 17398 (kelį atspindinčios medžiagos atsparumo oro sąlygoms standartai), po 1000 valandų nepertraukiamo UV senėjimo (imituoja 5 metų ekspoziciją lauke), žvyro šviesos intensyvumas sumažėja tik 4,7 % (<5% per year)-far lower than traditional materials (>20 % metinis skilimas). Taip yra dėl apsauginės šerdies-apvalkalo struktūros-cinko selenido apvalkalas, izoliuojantis deguonį ir drėgmę, užkertant kelią kvantinei taškinei oksidacijai ir pailgina eksploatavimo laiką iki daugiau nei 10 metų (palyginti su tradicinių fosforescuojančių akmenų . 2-3 metų).
Mechaninės savybės taip pat tinka kelių scenarijams: padengtas žvyras pasiekia 80 MPa gniuždymo stipris (palyginti su nepadengto žvyro . 70MPa) ir 20 % pagerina atsparumą dilimui (＞90 % dangos išlaiko po 1 000 švitrinio rato trinties ciklų), atlaiko ilgalaikį-šlifavimą dviračiais ir pėstiesiems.
Taikymo scenarijai: saugos praktika Kopenhagoje
Kopenhagos „Greenway Phosphorescent Project“ yra lyginamoji programa. 2023 m. miestas 15 km dviračių takų įrengė kvantinį tašką fosforizuojantį žvyrą: žalią-spinduliuojantį žvyrą (520 nm) juostų centruose ir raudoną-spinduliuojantį žvyrą (620 nm) kelkraščiuose. Po vienerių veiklos metų duomenys rodo:
Dviračių eismo įvykių naktimis sumažėjo 37% (nuo 0,8 iki 0,5 km), susidūrimų dėl „nukrypimo nuo eismo juostos“ sumažėjo 62%;
Dviratininkų pasitenkinimas kelio matomumu pasiekė 91 % (palyginti su . 65 % tradiciniais šviesą atspindinčiais ženklais). Ypač neapšviestose atkarpose fosforescencinis žvyras leidžia dviratininkams atpažinti kelio posūkius ir kliūtis likus 50 metrų;
Žymiai sutaupoma energijos: tradiciniai saulės gatvių žibintai kainuoja ~ 2 000 EUR per metus, o fosforescencinis žvyras yra nulinės-energijos, todėl jį reikia keisti tik kas 10 metų-, todėl eksploatavimo ciklo sąnaudos sumažėja 82 %.
Be savivaldybių kelių, technologija pateko į vaizdingas teritorijas ir miestelius: Hangdžou Vakarų ežero naktiniuose takuose maršrutams žymėti naudojamas fosforescencinis žvyras, todėl turistų naktinis pasimetimas sumažėjo 75 %; Pekino universiteto miestelis naudoja jį šaligatvių riboms pažymėti, 50 % pagerindamas kelio atpažinimą esant sniegui, atspindinčiomis sąlygomis-parodant universalumą sudėtingoje-apšviestoje aplinkoje.