투과율, 헤이스에 대해서

2022. 10. 10. 14:12

투과율, 헤이스에 대해서

투명한 매체에 빛이 입사할 때 공기와의 굴절률 차이에 따라 표면반사(프레넬반사)가 발생한다.

따라서 이상적인 투명물체에서도 표면반사에 의한 투과율 손실이 발생하여 그 전광선 투과율은 100%에 이르지 못한다(예를 들면 유리의 전광선 투과율은 90%정도이다).

전광선 투과율 이론값은 투명재료의 굴절률과 공기의 굴절률(1.0)로 산출된다.

셀룰로오스의 굴절률을 1.58로 할 때, 플레넬 반사는 5.1%이며(식 1), 다중 플레넬 반사를 고려한 나노 페이퍼의 전광선 투과율 이론치는 90.1%가 된다*.

이제 우리가 제작한 셀룰로오스 나노페이퍼는 가시광선 영역의 전광선 투과율 90.1%를 달성하고 있어 시트 내부에서 전혀 광 흡수하지 않는 매우 투명한 재료이다.

R = (n-m)^2/(n+m)^2 (1)

T(%) = (1-R)^2*100 (2)

(R: 표면반사, T: 다중 표면반사를 고려한 이론 전광선 투과율(%), n: 투명매체의 굴절률, m: 공기의 굴절률)

빛을 흡수하지 않는 투명한 물체도 광산란에 따라 투명성이 낮아진다.

그 광산란은 전광선 투과율의 확산 투과율 비율 "헤이즈"라는 지표로 평가된다.

백탁한 투명재료일수록 헤이스는 크며 시판 PET필름은 헤이스 4% 정도이며 유리는 헤이스 0%이다.

그리고, 투명 나노 페이퍼에서는 헤이스 1% 이하가 달성되고 있다.

HAZE?

빛의 확산 비율을 말한다

*일부 문헌에서 전광선 투과율 95% 가까이의 나노 셀룰로오스 투명 필름이 보고된 바 있다.

참고로 전광선 투과율 95%라는 값은 굴절률 1.3 부근의 재료라면 달성이 가능하며, 내가 아는 한 셀룰로오스계 재료(유도체 포함)의 굴절률은 1.4~1.6정도이다.

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