स्मार्ट ग्लास: Difference between revisions

[[File:Shtiever 2.jpg|thumb|right|अपारदर्शी अवस्था में स्मार्ट ग्लास।]]स्मार्ट [[ काँच |काँच]] , जिसे स्विचेबल ग्लास, डायनेमिक ग्लास और स्मार्ट-टिनिंग ग्लास के रूप में भी जाना जाता है | एक प्रकार का ग्लास है | जो सूर्य के प्रकाश और गर्मी को इमारत में प्रवेश करने से रोकने और गोपनीयता प्रदान करने के लिए अपने परावर्तक गुणों को बदल सकता है। निर्माण के लिए स्मार्ट ग्लास का उद्देश्य कांच की विंडोज से निकलने वाली सौर ताप की मात्रा को कम करके अधिक ऊर्जा-उत्तम भवन प्रदान करना है।<ref name="Wang">{{cite journal |last1=Chase-Lubitz |first1=Jesse |date=Nov 28, 2022 |title=एक बार लक्ज़री सुविधा, स्मार्ट ग्लास एनर्जी सेवर के रूप में उभरता है|url=https://www.bloomberg.com/news/articles/2022-11-28/what-is-smart-glass |journal=Bloomberg |language= |volume= |issue= |pages= |doi= |issn= |access-date=1 Feb 2023}}</ref>

स्मार्ट ग्लास के दो प्राथमिक सक्रिय या निष्क्रिय वर्गीकरण हैं | आज उपयोग की जाने वाली सबसे समान सक्रिय ग्लास प्रौद्योगिकियां [[इलेक्ट्रोक्रोमिक डिवाइस|इलेक्ट्रोक्रोमिक उपकरण]], [[ लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले |तरल क्रिस्टल डिस्प्ले]] और निलंबित कण उपकरण (एसपीडी) हैं। [[थर्मोक्रोमिज्म]] और [[फोटोक्रोमिज्म]] को निष्क्रिय विधियों के रूप में वर्गीकृत किया गया है।<ref>{{Cite web |date=20 Aug 2014 |title=स्मार्ट ग्लास के बारे में वह सब कुछ जो आपको जानना चाहिए (और अधिक!)|url=https://blog.technavio.org/blog/everything-you-ever-needed-to-know-and-more-about-smart-glass |url-status=live |access-date=1 Feb 2023 |website=Technavio}}</ref>

स्मार्ट विंडो ब्लाइंड्स, शेड्स या विंडो ट्रीटमेंट की आवश्यकता को खत्म कर सकती हैं।<ref name="Elgan">{{cite web |last1=Elgan |first1=Mike  |date= September 24, 2013 |title=Is It Curtains for Curtains? Smart Glass Eliminates Window Coverings |url=https://www.houzz.com/magazine/is-it-curtains-for-curtains-smart-glass-eliminates-window-coverings-stsetivw-vs~17678979 |website=Houzz |access-date=15 July 2022}}</ref>

ग्लास, ऐक्रेलिक या पॉली कार्बोनेट लैमिनेट्स का उपयोग करके फ्लैट सतहों पर स्मार्ट फिल्म या स्विचेबल फिल्म को लैमिनेट करके कुछ प्रभाव प्राप्त किए जा सकते हैं। <ref>{{cite news |title=सौर विकिरण से बचाने वाली स्मार्ट खिड़कियां ग्रीनहाउस गैसों को कम करने में मदद कर सकती हैं|url=https://techxplore.com/news/2021-09-smart-windows-solar-greenhouse-gases.html |access-date=15 July 2022 |work=techxplore.com |date=September 1, 2021 |language=en}}</ref> कुछ प्रकार की स्मार्ट फिल्मों को स्वयं चिपकने वाली स्मार्ट फिल्म या विशेष गोंद का उपयोग करके वर्तमान कांच की विंडोज पर लगाया जा सकता है।<ref name="film">{{cite news |title=टुकड़े टुकड़े में स्मार्ट ग्लास|url=https://www.gauzy.com/laminated-smart-glass-vs-adhesive-smart-film-which-is-best-for-your-project/ |access-date=15 July 2022 |work=Gauzy |date=18 November 2021}}</ref>

गर्मी को अवरुद्ध करने और विद्युत का संचालन करने के लिए स्पष्ट कोटिंग्स लगाने के लिए स्प्रे-ऑन विधि भी विकास के अधीन हैं।<ref>{{cite news |title=सस्ते स्मार्ट विंडोज के लिए विकसित स्प्रे-ऑन क्लियर कोटिंग्स|url=https://www.labmanager.com/news/spray-on-clear-coatings-developed-for-cheaper-smart-windows-23470 |access-date=15 July 2022 |work=Lab Manager |date=August 5, 2020 |language=en}}</ref>

स्मार्ट विंडो शब्द की उत्पत्ति 1980 के दशक में हुई थी। यह [[चाल्मर्स प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय]] के [[स्वीडन]] भौतिक विज्ञानी क्लेस-गोरान ग्रैनक्विस्ट द्वारा प्रस्तुत किया गया था | जो [[कैलिफोर्निया]] में [[ लॉरेंस बर्कले राष्ट्रीय प्रयोगशाला |लॉरेंस बर्कले राष्ट्रीय प्रयोगशाला]] के वैज्ञानिकों के साथ भवन निर्माण पदार्थ को अधिक ऊर्जा उत्तम बनाने के लिए विचार-मंथन कर रहे थे। ग्रैंकविस्ट ने इस शब्द का उपयोग प्रतिक्रियाशील विंडो का वर्णन करने के लिए किया है | जो गतिशील रूप से अपने रंग को बदलने में सक्षम है।<ref name="Miller">{{cite journal |last1=Miller |first1=Brittney J. |title=कैसे स्मार्ट खिड़कियां ऊर्जा बचाती हैं|journal=Knowable Magazine |date=8 June 2022 |doi=10.1146/knowable-060822-3 |url=https://knowablemagazine.org/article/technology/2022/how-smart-windows-save-energy |doi-access=free |access-date=15 July 2022}}</ref>

!विद्युत वाला अवस्था

!विद्युत विहीन अवस्था

इलेक्ट्रोक्रोमिक उपकरण वोल्टेज के जवाब में प्रकाश संचरण गुणों को बदलते हैं और इस प्रकार प्रकाश और गर्मी की मात्रा पर नियंत्रण की अनुमति देते हैं।<ref name="Nature">{{cite journal |last1=Xu |first1=Ting |last2=Walter |first2=Erich C. |last3=Agrawal |first3=Amit |last4=Bohn |first4=Christopher |last5=Velmurugan |first5=Jeyavel |last6=Zhu |first6=Wenqi |last7=Lezec |first7=J. |last8=Talin |first8=A.Alec |title=प्लास्मोनिक्स द्वारा सक्षम उच्च-विपरीत और तेज़ इलेक्ट्रोक्रोमिक स्विचिंग|journal=Nature Communications |volume=7 |pages=10479 |date=27 January 2016 |pmc=4737852 |pmid=26814453 |doi=10.1038/ncomms10479 |bibcode=2016NatCo...710479X }}</ref> इलेक्ट्रोक्रोमिक विंडो में, पदार्थ अपनी [[अस्पष्टता (प्रकाशिकी)]] को बदल देती है। इसकी अपारदर्शिता को बदलने के लिए विद्युत के विस्फोट की आवश्यकता होती है | किन्तु पदार्थ अपनी छाया को बहुत कम या बिना किसी अतिरिक्त विद्युत संकेतों के बनाए रखती है।<ref name="Mortimer">{{cite news |last1=Mortimer |first1=Roger J. |title=बिजली के साथ रंग बदलना|url=https://www.americanscientist.org/article/switching-colors-with-electricity |access-date=15 July 2022 |work=American Scientist |date=6 February 2017 |language=en}}</ref>

पुरानी इलेक्ट्रोक्रोमिक प्रौद्योगिकियां अपने स्पष्ट स्तरों में पीले रंग की कास्ट और उनके टिंटेड स्तरों में नीले रंग के रंग की होती हैं। अंधेरा किनारों से होता है | अंदर की ओर बढ़ता है, और धीमी प्रक्रिया है | जो विंडो के आकार के आधार पर कई सेकंड से लेकर 20-30 मिनट तक होती है। नई इलेक्ट्रोक्रोमिक प्रौद्योगिकियां स्पष्ट स्थिति में पीले रंग की कास्ट को खत्म करती हैं और ग्रे के अधिक तटस्थ रंगों को टिनिंग करती हैं | बाहर से अंदर की अतिरिक्त समान रूप से टिनिंग करती हैं, और ग्लास के आकार की परवाह किए बिना टिनिंग की गति को तीन मिनट से कम कर देती हैं। इलेक्ट्रोक्रोमिक ग्लास अपने अंधेरे अवस्था में दृश्यता बनाए रखता है और इस प्रकार बाहरी वातावरण के साथ दृश्य संपर्क को सुरक्षित रखता है।

संशोधित सरंध्रता [[नैनोक्रिस्टलाइन सामग्री|नैनोक्रिस्टलाइन पदार्थ]] फिल्मों में हालिया प्रगति ने इलेक्ट्रोक्रोमिक डिस्प्ले के निर्माण को सक्षम किया है। एकल सब्सट्रेट डिस्प्ले संरचना में पारदर्शी कंडक्टर (जैसे [[इंडियम टिन ऑक्साइड]] या पेडॉट: पीएसएस) के साथ संशोधित सब्सट्रेट पर दूसरे के ऊपर मुद्रित कई स्टैक्ड सरंध्रता परतें होती हैं। प्रत्येक मुद्रित परत में कार्यों का विशिष्ट सेट होता है। एक काम करने वाले [[इलेक्ट्रोड]] में सकारात्मक सरंध्रता अर्धचालक होता है | जैसे कि टाइटेनियम डाइऑक्साइड, अवशोषित गुणसूत्र के साथ होता है। ये वर्णजन अपचयन या ऑक्सीकरण द्वारा रंग बदलते हैं। विद्युत प्रदर्शन को उत्तम बनाने के लिए [[पैसिवेशन (रसायन विज्ञान)]] का उपयोग छवि के नकारात्मक के रूप में किया जाता है। इन्सुलेटर परत विपरीत अनुपात को बढ़ाने और काउंटर इलेक्ट्रोड से काम कर रहे इलेक्ट्रोड को विद्युत रूप से अलग करने के उद्देश्य से कार्य करती है। काउंटर इलेक्ट्रोड एसईजी इलेक्ट्रोड पर डाले/निकाले गए शुल्कों को संतुलित करने के लिए उच्च समाई प्रदान करता है |(और समग्र उपकरण में चार्ज तटस्थता बनाए रखता है)। कार्बन चार्ज जलाशय फिल्म का एक उदाहरण है। कंडक्टिंग कार्बन लेयर का उपयोग सामान्यतः काउंटर इलेक्ट्रोड के लिए कंडक्टिव बैक कॉन्टैक्ट के रूप में किया जाता है। अंतिम मुद्रण चरण में, सरंध्रता मोनोलिथ संरचना को तरल या बहुलक-जेल इलेक्ट्रोलाइट के साथ ओवरप्रिंट किया जाता है, सुखाया जाता है, और फिर आवेदन की आवश्यकताओं के आधार पर विभिन्न एनकैप्सुलेशन या बाड़ों में सम्मिलित किया जा सकता है। डिस्प्ले बहुत पतले होते हैं | अधिकांशतः 30 माइक्रोमीटर है। प्रवाहकीय कार्बन परत के सापेक्ष पारदर्शी संवाहक सब्सट्रेट पर विद्युत क्षमता को प्रयुक्त करके उपकरण को चालू किया जा सकता है। यह काम कर रहे इलेक्ट्रोड के अंदर वायोलोजेन अणुओं (रंगाई) में कमी का कारण बनता है। प्रयुक्त क्षमता को उलट कर या निर्वहन पथ प्रदान करके, उपकरण विरंजित हो जाता है। इलेक्ट्रोक्रोमिक मोनोलिथ की अनूठी विशेषता अपेक्षाकृत कम वोल्टेज (लगभग 1 वोल्ट) है | जो वायोलोजेन को रंगने या विरंजित करने के लिए आवश्यक है। इसे सतह पर अधिशोषित [[ जीवविज्ञान |जीवविज्ञान]] /[[ वर्णकोत्पादक | वर्णकोत्पादक]] की इलेक्ट्रोकेमिकल कमी को चलाने के लिए आवश्यक छोटे ओवरपोटेंशिअल द्वारा समझाया जा सकता है।

पॉलिमर-छितरी हुई [[ तरल स्फ़टिक |तरल स्फ़टिक]] उपकरण (पीडीएलसी) में, तरल क्रिस्टल को तरल पॉलीमर में घोल दिया जाता है या फैलाया जाता है | जिसके बाद पॉलीमर का जमना या इलाज होता है। तरल से ठोस में बहुलक के परिवर्तन के समय, तरल क्रिस्टल ठोस बहुलक के साथ असंगत हो जाते हैं और पूरे ठोस बहुलक में बूंदों का निर्माण करते हैं। इलाज की स्थिति बूंदों के आकार को प्रभावित करती है | जो बदले में स्मार्ट विंडो के अंतिम परिचालन गुणों को प्रभावित करती है। सामान्यतः, पॉलिमर और तरल क्रिस्टल के तरल मिश्रण को कांच या प्लास्टिक की दो परतों के बीच रखा जाता है | जिसमें पारदर्शी, प्रवाहकीय पदार्थ की पतली परत सम्मिलित होती है | जिसके बाद बहुलक का इलाज होता है | जिससे स्मार्ट विंडो की मूल सैंडविच संरचना बनती है। यह संरचना वास्तव में संधारित्र है।

विद्युत आपूर्ति से इलेक्ट्रोड पारदर्शी इलेक्ट्रोड से जुड़े होते हैं। कोई प्रयुक्त वोल्टेज नहीं होने से, तरल क्रिस्टल बूंदों में बेतरतीब ढंग से व्यवस्थित होते हैं | जिसके परिणामस्वरूप प्रकाश का बिखराव होता है | क्योंकि यह स्मार्ट विंडो असेंबली से निकलता है। इसके परिणामस्वरूप पारभासी, दूधिया सफेद रंग दिखाई देता है। जब इलेक्ट्रोड पर वोल्टेज लगाया जाता है, तो ग्लास पर दो पारदर्शी इलेक्ट्रोड के बीच बने विद्युत क्षेत्र के कारण तरल क्रिस्टल संरेखित हो जाते हैं | जिससे प्रकाश बहुत कम बिखरने के साथ बूंदों से होकर निकलता है और परिणामस्वरूप पारदर्शी स्थिति बन जाती है। प्रयुक्त वोल्टेज द्वारा पारदर्शिता की डिग्री को नियंत्रित किया जा सकता है। यह संभव है क्योंकि कम वोल्टेज पर, केवल कुछ तरल क्रिस्टल विद्युत क्षेत्र में पूरी तरह से संरेखित होते हैं | इसलिए प्रकाश का केवल छोटा सा भाग ही निकलता है | जबकि अधिकांश प्रकाश बिखर जाता है। जैसे-जैसे वोल्टेज बढ़ता है, कम तरल क्रिस्टल अलाइनमेंट से बाहर रहते हैं | जिसके परिणामस्वरूप कम प्रकाश बिखरती है। जब टिंट्स और विशेष आंतरिक परतों का उपयोग किया जाता है, तो निकलने वाली प्रकाश और गर्मी की मात्रा को नियंत्रित करना भी संभव है।

निलंबित-कण उपकरणों (एसपीडी) में, रॉड की तरह [[नैनोस्कोपिक स्केल]] की पतली फिल्म टुकड़े टुकड़े नैनो-स्केल कणों को तरल में निलंबित कर दिया जाता है और कांच या प्लास्टिक के दो टुकड़ों के बीच रखा जाता है, या परत से जुड़ा होता है। जब कोई वोल्टेज प्रयुक्त नहीं होता है, तो निलंबित कण अनियमित रूप से व्यवस्थित होते हैं | इस प्रकार प्रकाश को अवरुद्ध और अवशोषित करते हैं। जब वोल्टेज लगाया जाता है, तो निलंबित कण संरेखित होते हैं और प्रकाश को पास होने देते हैं। फिल्म के वोल्टेज को बदलने से निलंबित कणों का अभिविन्यास भिन्न होता है | जिससे ग्लेज़िंग के रंग और प्रकाश की मात्रा को नियंत्रित किया जाता है। प्रकाश, चकाचौंध और गर्मी की मात्रा को ठीक से नियंत्रित करने के लिए एसपीडी को मैन्युअल रूप से या स्वचालित रूप से ट्यून किया जा सकता है।

=== माइक्रो ब्लाइंड्स ===

[[File:Microblind.JPG|thumb|माइक्रो-ब्लाइंड्स की [[स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप]] (SEM) छवि]]माइक्रो-ब्लाइंड प्रयुक्त वोल्टेज की प्रतिक्रिया में निकलने वाले प्रकाश की मात्रा को नियंत्रित करते हैं। माइक्रो-ब्लाइंड ग्लास पर लुढ़के पतले धातु के ब्लाइंड से बने होते हैं। वे बहुत छोटे हैं और इस प्रकार आंखों के लिए व्यावहारिक रूप से अदृश्य हैं। धातु की परत मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग द्वारा जमा की जाती है और लेजर या लिथोग्राफी प्रक्रिया द्वारा प्रतिरूपित की जाती है। ग्लास सब्सट्रेट में [[पारदर्शी संवाहक ऑक्साइड]] (टीसीओ) परत की पतली परत सम्मिलित होती है। विद्युत वियोग के लिए रोल्ड धातु की परत और टीसीओ परत के बीच पतला इन्सुलेटर जमा किया जाता है। कोई प्रयुक्त वोल्टेज नहीं होने से, माइक्रो-ब्लाइंड लुढ़क जाते हैं और प्रकाश को निकलने देते हैं। जब रोल्ड धातु की परत और पारदर्शी प्रवाहकीय परत के बीच संभावित अंतर होता है, तो दो इलेक्ट्रोड के बीच बने विद्युत क्षेत्र के कारण रोल्ड माइक्रो-ब्लाइंड बाहर खिंच जाते हैं और इस प्रकार प्रकाश को अवरुद्ध कर देते हैं। माइक्रो-ब्लाइंड्स में स्विचिंग गति (मिलीसेकंड), यूवी स्थायित्व, अनुकूलित उपस्थिति और संचरण सहित कई लाभ हैं। माइक्रो-ब्लाइंड्स की विधि को [[राष्ट्रीय अनुसंधान परिषद (कनाडा)]] में विकसित किया गया था।

चरण-बदलते बहुलक (पीसीपी) अनाकार और अर्धक्रिस्टलीय स्तरों के बीच प्रतिवर्ती चरण संक्रमण को दर्शाता है।<ref>{{Cite journal |last1=Liu |first1=Ying |last2=Fan |first2=Jiacheng |last3=Plamthottam |first3=Roshan |last4=Gao |first4=Meng |last5=Peng |first5=Zihang |last6=Meng |first6=Yuan |last7=He |first7=Mingfei |last8=Wu |first8=Hanxiang |last9=Wang |first9=Yufeng |last10=Liu |first10=Tianxi |last11=Zhang |first11=Chao |last12=Pei |first12=Qibing |date=2021-09-28 |title=चरण-बदलते कॉपोलीमर पर आधारित स्वचालित रूप से संशोधित थर्मोरेस्पॉन्सिव फिल्म|url=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.1c01389 |journal=Chemistry of Materials |language=en |volume=33 |issue=18 |pages=7232–7241 |doi=10.1021/acs.chemmater.1c01389 |s2cid=239653077 |issn=0897-4756}}</ref> चरण के इस परिवर्तन में थर्मोक्रोमिक स्मार्ट ग्लास एप्लिकेशन में तापमान परिवर्तन का प्रभुत्व है | जिससे यह बिना विद्युत की निवेश के पूरी तरह से स्वचालित हो जाता है। पीसीपी की संरचना में अधिकांशतः दो प्रमुख घटक होते हैं | चरण बदलने वाला घटक बहुलक (आइए इसे P1 कहते हैं) अन्य बहुलक (P2) के साथ क्रॉसलिंक किया जाता है | जो अलग-अलग [[हाइड्रोफिलिक]] के कारण पूर्व से दृढ़ता से अलग होता है। इसलिए, P1 और P2 इलाज के बाद माइक्रोन-स्तरीय चरण पृथक्करण बनाने में सक्षम हैं । जब तापमान P1 के चरण-संक्रमण तापमान (Tp) से नीचे होता है, तो P1 अर्ध-क्रिस्टलीय होता है और इसका [[अपवर्तक सूचकांक]] P2 के साथ मेल खाता है | इस प्रकार पूरी संरचना दृश्यमान प्रकाश के लिए पारदर्शी हो जाती है ।<ref name=":0">{{Cite journal |last1=Xie |first1=Yu |last2=Guan |first2=Fangyi |last3=Li |first3=Zhou |last4=Meng |first4=Yuan |last5=Cheng |first5=Jiang |last6=Li |first6=Lu |last7=Pei |first7=Qibing |date=August 2020 |title=A Phase‐Changing Polymer Film for Broadband Smart Window Applications |url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/marc.202000290 |journal=Macromolecular Rapid Communications |language=en |volume=41 |issue=16 |pages=2000290 |doi=10.1002/marc.202000290 |pmid=32691931 |s2cid=220669546 |issn=1022-1336}}</ref> जब तापमान Tp से ऊपर चला जाता है, तो P1 पिघल जाता है और अनाकार चरण में परिवर्तित हो जाता है | जो P2 के साथ बड़े अपवर्तक सूचकांक बेमेल को प्रदर्शित करता है | जिसके परिणामस्वरूप अपारदर्शी उपस्थिति होती है।<ref name=":0" /> P1 के लिए पदार्थ का चालाकी से चयन करके, संप्रेषण स्विच का उल्टा प्रभाव देखा जा सकता है। उदाहरण के लिए, यदि Tp से नीचे अर्ध-क्रिस्टलीय P1 का अपवर्तनांक P2 के अपवर्तक सूचकांक से मेल नहीं खाता है, तो फिल्म अपारदर्शी है | यदि अनाकार P1 ऊपर Tp पर अपवर्तक सूचकांक के संबंध में P2 से मेल खाता है, तो फिल्म ऊंचे तापमान पर पारदर्शी है। हस्ताक्षर आवेदन यह होगा कि, पीसीपी को गोदाम की कांच की विंडो पर लेपित किया जाएगा जहां अत्यधिक विकिरण को रोकने के लिए पीसीपी अपारदर्शी हो जाता है और कमरे को ठंडा कर देता है | इस प्रकार एयर कंडीशनर चलाने से ऊर्जा की बचत होती है।<ref>{{Cite book |date=2019 |title=भवनों में ऊर्जा दक्षता की पुस्तिका|url=https://doi.org/10.1016/C2016-0-02638-4 |doi=10.1016/c2016-0-02638-4|isbn=9780128128176 |s2cid=237077843 }}</ref>

* विभिन्न प्रकार के ग्लेज़िंग विभिन्न प्रकार के [[ गुणसूत्र |गुणसूत्र]] दिखा सकते हैं | जो कि [[प्रकाश रसायन]] के प्रभाव पर आधारित है | ग्लेज़िंग पर्यावरणीय संकेत जैसे कि प्रकाश (फोटोक्रोमिज़्म), तापमान (थर्मोक्रोमिज़्म), या वोल्टेज ([[इलेक्ट्रोक्रोमिज्म]]) के जवाब में अपने प्रकाश संचरण गुणों को बदलता है।<ref name=":1">{{Cite book |last=