BR102014008632A2

BR102014008632A2 - Conjunto de proteção de irradiação eletromagnética

Info

Publication number: BR102014008632A2
Application number: BRBR102014008632-3A
Authority: BR
Inventors: Dallas S Scholes; Eric P Oman; Jason D Habedank; David J Meyer
Original assignee: Boeing Co
Priority date: 2013-04-11
Filing date: 2014-04-10
Publication date: 2015-07-14
Also published as: US9939131B2; RU2014114152A; EP2790481A3; US20180195691A1; ES2665904T3; AU2014200746A1; US10378728B2; CN104101931B; MX2014003954A; US20170045200A1; EP2790481A2; CN104101931A; CA2843654C; JP6456035B2; RU2644978C2; AU2014200746B2; JP2016105119A; CA2843654A1; US20160047532A1; US9488335B2

Abstract

Conjunto de proteção de irradiação eletromagnética. A presente invenção refere-se a um conjunto de proteção eletromagnética que pode incluir uma camada de substrato transparente e uma camada ativa transparente posicionada, com relação ao substrato, em que a camada ativa é configurada para absorver a radiação eletromagnética possuindo um primeiro comprimento de onda e emitir a radiação eletromagnética possuindo um segundo comprimento de onda, o segundo comprimento de onda sendo diferente do primeiro comprimento de onda, a camada ativa inclui moléculas fluorescentes combinadas com um material base, as moléculas fluorescentes sendo configuradas para absorver radiação eletromagnética possuindo o primeiro comprimento de onda e emitir a radiação eletromagnética possuindo o segundo comprimento de onda, em que o primeiro comprimento de onda está em um espectro eletromagnético visível e o segundo comprimento de onda está em um espectro eletromagnético não visível.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CONJUNTO DE PROTEÇÃO DE IRRADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA". CAMPO [001] A presente descrição é geralmente relacionada com a filtragem da radiação eletromagnética e, mais particularmente, a um conjunto de proteção eletromagnética configurado para absorver a luz possuindo um primeiro comprimento de onda e para emitir luz possuindo um segundo comprimento de onda.

ANTECEDENTES [002] Os dispositivos de geração de feixe de laser são comercialmente disponíveis como apontadores de laser e outros dispositivos que geram um feixe de laser de alta energia focado. Os apontadores de laser comerciais são prontamente disponíveis ao público e estão sendo utilizados para interferir com os pilotos enquanto em fases críticas das operações de voo. O feixe de laser gerado por tais dispositivos pode ser direcionado na aeronave e alcança a cabine de comando de tal aeronave. Quando o feixe de laser interage com o vidro da cabine de comando, o feixe de laser pode bloom ou brilhar no vidro e/ou seguir até os olhos do piloto, dessa forma, interferindo co a visão do piloto. Infelizmente, o número de tais incidentes de feixe de laser quase dobrou recentemente. [003] Pilotos precisam não apenas ver fora da aeronave, mas também devem ver seus instrumentos sem quaisquer prejuízos. Quando um laser é apontado para uma aeronave, tal incidente tira a atenção do piloto da questão de levar seus passageiros com segurança para seu destino. Apontadores de laser podem ter um efeito dramático na visão do piloto, especialmente durante fases críticas do voo, tal como durante a decolagem e pouso. Contatos de laser também podem danificar a visão do piloto. Por exemplo, quando um piloto esteve pilotando uma aeronave em condições noturnas, um feixe verde brilhante e súbito de luz direcionada para seus olhos pode resultar em dor persistente, espasmos oculares e manchas na visão do piloto. [004] Enquanto os pilotos são instruídos a desviar o olhar do feixe de laser ou fechar um olho para evitar o feixe de laser, até o momento em que o piloto olha para longe ou fecha os olhos, o feixe de laser já pode ter atingido os olhos do piloto. Adicionalmente, desviar o olhar diminui efetivamente a capacidade do piloto em controlar a aeronave. [005] Óculos especializados podem reduzir o impacto de um feixe de laser nos olhos do piloto, mas esses dispositivos também restringem a capacidade do piloto em observar os instrumentos da cabine de comando. Outros tipos de óculos escuros inibem uma ampla faixa de comprimentos de onda de luz impedindo que alcance os olhos do piloto, o que pode ser indesejável à noite e outras condições de pouca i-luminação e podem ser desalojados durante condições adversas ou turbulência apenas para causar uma distração adicional. Adicionalmente, os óculos escuros também podem ser caros quando são feitos sob recomendação médica, podem causar brilho, e estão sujeitos a acúmulo de poeira e óleo. [006] Janelas tingidas sofrem de desvantagens similares pela inibição de todos os comprimentos de onda de luz impedindo que alcancem os olhos do piloto. Óculos de escurecimento automático ou janelas gradualmente escurecidas podem não bloquear o feixe de laser antes da visão do piloto já ter sido prejudicada. Adicionalmente, alguns vidros de auto escurecimento exigem uma fonte de energia. [007] As tecnologias existentes fornecem vidros possuindo revestimentos aplicados para bloquear a luz intensa. No entanto, esses tipos de vidros restringem todos os comprimentos de onda de luz, reduzindo, assim, a aparência dos instrumentos críticos para o voo, e a vista externa fora da cabine de comando. [008] Problemas similares existem para motoristas de automóveis em condições de muito sol ou quando um carro que se aproxima está com farol alto. [009] De acordo, os versados na técnica continuarão com os esforços de pesquisa e desenvolvimento no campo de ótica de proteção, tal como visão humana, da interferência da luz.

SUMÁRIO [0010] Em uma modalidade, o conjunto de proteção contra radiação eletromagnética pode incluir uma camada de substrato transparente e uma camada ativa transparente posicionada com relação ao substrato, onde a camada ativa é configurada para absorver a radiação eletromagnética possuindo um primeiro comprimento de onda e emite a radiação eletromagnética possuindo um segundo comprimento de onda, o segundo comprimento de onda sendo diferente do primeiro comprimento de onda. [0011] Em outra modalidade, o conjunto de proteção eletromagnética descrita pode incluir uma camada de substrato transparente e uma camada ativa transparente posicionada com relação ao substrato, onde a camada ativa é configurada para absorver a radiação eletromagnética possuindo um primeiro comprimento de onda e emitir radiação eletromagnética possuindo um segundo comprimento de onda, o segundo comprimento de onda sendo diferente do primeiro comprimento de onda, a camada ativa incluindo moléculas fluorescentes combinadas com um material base, as moléculas fluorescentes sendo configuradas para absorver a radiação eletromagnética possuindo o primeiro comprimento de onda e emitir a radiação eletromagnética possuindo o segundo comprimento de onda, onde o primeiro comprimento de onda está em um espectro eletromagnético visível e o segundo comprimento de onda está em um espectro eletromagnético não visível. [0012] Em outra modalidade, o conjunto de proteção eletromagné- tica descrito pode incluir uma camada ativa incluindo um material de base transparente e uma pluralidade de moléculas fluorescentes combinadas com o material de base, onde as moléculas fluorescentes são configuradas para absorver radiação eletromagnética possuindo um primeiro comprimento de onda e emitir radiação eletromagnética possuindo um segundo comprimento de onda, o segundo comprimento de onda sendo diferente do dito primeiro comprimento de onda. [0013] Em outra modalidade, é descrito um método para a criação de um conjunto de proteção de radiação eletromagnética configurado para absorver a luz possuindo um primeiro comprimento de onda e para emitir luz possuindo um segundo comprimento de onda, o método podendo incluir as etapas de: (1) projetar uma molécula fluorescente possuindo características de excitação e emissão em resposta à radiação eletromagnética possuindo um comprimento de onda predeterminado, (2) fornecer um material de base configurado para receber uma pluralidade de moléculas fluorescentes, (3) combinar a pluralidade de moléculas fluorescentes com o material de base para formar uma composição fluorescente, (4) formar a composição fluorescente em uma camada ativa transparente, (5) fornecer uma camada de substrato transparente e (6) aplicar a camada ativa à camada de substrato. [0014] Adicionalmente, a descrição compreende modalidades, de acordo com as seguintes cláusulas: [0015] Cláusula 1: Conjunto de proteção compreendendo: [0016] uma camada de substrato substancialmente transparente; e [0017] uma camada ativa substancialmente transparente posicionada com relação ao dito substrato; [0018] em que a dita camada ativa é configurada para absorver a radiação eletromagnética possuindo um primeiro comprimento de onda e emitir radiação eletromagnética possuindo u segundo comprimento de onda, o dito segundo comprimento de onda sendo diferente do dito primeiro comprimento de onda. [0019] Cláusula 2. O conjunto, de acordo com a Cláusula 1, em que a dita camada ativa compreende um filme transparente flexível aplicado a pelo menos uma superfície principal da dita camada de substrato. [0020] Cláusula 3. O conjunto, de acordo com a Cláusula 1, em que a dita camada ativa compreende um painel transparente rígido posicionado adjacente a pelo menos uma superfície principal da dita camada de substrato. [0021] Cláusula 4. O conjunto, de acordo com a Cláusula 1, em que a dita camada ativa compreende moléculas fluorescentes. [0022] Cláusula 5. O conjunto, de acordo com a Cláusula 4, em que as ditas moléculas fluorescentes são dispersas em um material base. [0023] Cláusula 6. O conjunto, de acordo com a Cláusula 4, em que a dita molécula fluorescente é uma tintura molecular. [0024] Cláusula 7. O conjunto, de acordo com a Cláusula 1, em que o dito segundo comprimento de onda é maior do que o dito primeiro comprimento de onda. [0025] Cláusula 8. O conjunto, de acordo com a Cláusula 1, em que o dito primeiro comprimento de onda está em uma parte visível de um espectro eletromagnético e o dito segundo comprimento de onda está em uma parte não visível do dito espectro eletromagnético. [0026] Cláusula 9. O conjunto, de acordo com a Cláusula 1, compreendendo adicionalmente uma segunda camada de substrato transparente, onde a dita camada ativa é posicionada entre a dita camada de substrato e a dita segunda camada de substrato. [0027] Cláusula 10. O conjunto, de acordo com a Cláusula 1, compreendendo adicionalmente uma segunda camada ativa posicionada adjacente à dita camada ativa. [0028] Cláusula 11.0 conjunto, de acordo com a Cláusula 10, em que a dita segunda camada ativa compreende moléculas fluorescentes. [0029] Cláusula 12. O conjunto, de acordo com a Cláusula 1, compreendendo uma pluralidade de camadas ativas, onde cada camada ativa dentre a dita pluralidade de camadas ativas compreende uma molécula fluorescente singular. [0030] Cláusula 13. Um conjunto de proteção, compreendendo: [0031] uma camada ativa compreendendo: [0032] um material base transparente; e [0033] uma molécula fluorescente dispersa no dito material base, [0034] em que a dita molécula fluorescente é configurada para absorver radiação eletromagnética possuindo um primeiro comprimento de onda e emitir radiação eletromagnética possuindo um segundo comprimento de onda, o dito segundo comprimento de onda sendo diferente do dito primeiro comprimento de onda. [0035] Cláusula 14. O conjunto, de acordo com a Cláusula 13, em que o dito primeiro comprimento de onda está em um espectro eletromagnético visível e o dito segundo comprimento de onda está em um espectro eletromagnético não visível. [0036] Cláusula 15. O conjunto, de acordo com a Cláusula 13, compreendendo adicionalmente uma segunda camada ativa posicionada adjacente à dita camada ativa, a dita segunda camada ativa sendo configurada para absorver a dita radiação eletromagnética possuindo o segundo comprimento de onda e emitir a dita radiação eletromagnética possuindo um terceiro comprimento de onda. [0037] Cláusula 16. O conjunto, de acordo com a reivindicação 15, em que o dito primeiro comprimento de onda está em um espectro eletromagnético visível,o dito terceiro comprimento de onda está em um espectro eletromagnético não visível, e o dito segundo comprimento de onda está entre o dito espectro eletromagnético visível e o dito espectro eletromagnético não visível. [0038] Cláusula 17. O conjunto, de acordo com a Cláusula 13, em que a dita molécula fluorescente é uma tintura molecular. [0039] Cláusula 18. O conjunto, de acordo com a Cláusula 13, compreendendo adicionalmente uma camada de substrato, em que a dita camada ativa é acoplada à dita camada de substrato. [0040] Cláusula 19. O conjunto, de acordo com a Cláusula 13, em que a dita camada ativa compreende um painel sólido. [0041] Cláusula 20. Um método para a criação de um conjunto de proteção configurado para absorver luz possuindo um primeiro comprimento de onda e para emitir a luz possuindo um segundo comprimento de onda, o dito método compreendendo as etapas de: [0042] fornecer uma molécula fluorescente compreendendo as características de excitação e emissão em resposta à radiação eletromagnética possuindo um comprimento de onda predeterminado; [0043] fornecer um material de base; [0044] dispersar a dita molécula fluorescente no dito material base para formar uma composição fluorescente; [0045] formar a composição fluorescente em uma camada ativa; [0046] fornecer uma camada de substrato; e [0047] aplicar a dita camada ativa para a dita camada de substrato. [0048] Cláusula 21. Uma aeronave compreendendo o conjunto de proteção, de acordo com a Cláusula 1 ou 13. [0049] Outras modalidades do conjunto de proteção de radiação eletromagnética descrito se tornarão aparente a partir da descrição detalhada a seguir, os desenhos em anexo e as reivindicações em a-nexo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0050] A Fig. 1 é uma vista transversal de uma modalidade do conjunto de proteção de radiação eletromagnética descrito; [0051] a Fig. 2 é uma vista esquemática do conjunto de proteção de radiação eletromagnética descrita da Fig. 1; [0052] a Fig. 3 é uma vista ampliada do conjunto de proteção de radiação eletromagnética ilustrando as moléculas fluorescentes; [0053] a Fig. 4 ma vista transversal de outra modalidade do conjunto de proteção de radiação eletromagnética; [0054] a Fig. 5 é um diagrama de espectros de excitação e emissão fluorescente de uma modalidade das moléculas fluorescentes; [0055] a Fig. 6 é um diagrama de espectros de excitação e emissão fluorescente de outra modalidade das moléculas fluorescentes; [0056] a Fig. 7 é uma vista transversal de outra modalidade do conjunto de proteção contra radiação eletromagnética descrito; [0057] a Fig. 8 é uma vista esquemática do conjunto de proteção contra radiação eletromagnética descrita da Fig. 7; e [0058] a Fig. 9 é um fluxograma ilustrando uma modalidade do método descrito para a criação de um conjunto de proteção eletromagnética configurado para absorver luz possuindo um primeiro comprimento de onda e emitir luz possuindo um segundo comprimento de onda.

DESCRIÇÃO DETALHADA [0059] A descrição detalhada a seguir se refere aos desenhos em anexo, que ilustram modalidades específicas da descrição. Outras modalidades possuindo estruturas e operações diferentes não se distanciam do escopo da presente descrição. Referências numéricas similares podem fazer referência ao mesmo elemento ou componente em desenhos diferentes. [0060] Com referência à Fig. 1, uma modalidade do conjunto de proteção descrito, geralmente designado por 10, pode incluir uma camada de substrato 12 e uma camada ativa 14 posicionada com relação à camada de substrato 12. A camada ativa 14 pode ser configurada para absorver a radiação eletromagnética (por exemplo, a radiação eletromagnética absorvida 16) possuindo um primeiro comprimento de onda 40 e emite a radiação eletromagnética (por exemplo, radiação eletromagnética emitida 18) possuindo um segundo comprimento de onda 42. O segundo comprimento de onda 42 da radiação eletromagnética emitida 18 pode ser diferente (por exemplo, mais curto ou mais longo) do que o primeiro comprimento de onda 40 da radiação eletromagnética absorvida 16. Portanto, a camada ativa 14 pode absorver a radiação eletromagnética 16 em uma frequência específica ou faixa de frequências e emitir radiação eletromagnética 18 em uma frequência direta ou faixa de frequências. [0061] A camada de substrato 12 pode incluir qualquer material base substancialmente transparente ou transparente. Em uma implementação, a camada de substrato 12 pode ser um painel de material rígido. Por exemplo, a camada de substrato 12 pode ser feita de vidro, acrílico, termoplástico, poli(metil metacrilato) e similar. Exemplos não limitadores específicos da camada de substrato 12 pode incluir Piexi-glass® pela Arkema France, Lucite® por Lucite International, Inc., Perspex® pela Imperial Chemical Industries Limited, e Acrysteel® por Aristech Acrylics, LLC. Em outra implementação, a camada de substrato 12 pode ser uma folha de material flexível fino. Por exemplo, a camada de substrato 12 pode ser feita de termoplástico, tal como cloreto de polivinil, polietileno, e similares. [0062] Como ilustrado na Fig. 2, a radiação eletromagnética absorvida 16 pode ser luz visível e o primeiro comprimento de onda 40 pode estar no espectro visível. A camada ativa 14 pode mudar do comprimento de onda de luz visível na direção do espectro não visível (por exemplo, o segundo comprimento de onda 42). Por exemplo, a luz visível de entrada (por exemplo, a radiação eletromagnética absorvida 16) possuindo um comprimento de onda no espectro visível (por e-xemplo, o primeiro comprimento de onda 40) pode sofrer uma mudança de comprimento de onda e pode ser emitida como luz (por exemplo, radiação eletromagnética emitida 18) possuindo um comprimento de onda alterado (por exemplo, o segundo comprimento de onda 40) à medida que passa através e é absorvida pela camada ativa 14. [0063] Com referência à Fig. 3, a camada ativa 14 pode incluir um material fluorescente ou uma composição configurada para absorver a radiação eletromagnética (por exemplo, radiação eletromagnética absorvida 16) possuindo um comprimento de onda no espectro visível (por exemplo, o primeiro comprimento de onda 40) (referido como luz visível ou luz absorvida) e emitir radiação eletromagnética (por exemplo, radiação eletromagnética emitida 18) possuindo um comprimento de onda no espectro não visível ou pouco visível (por exemplo, o segundo comprimento de onda 42) (referido como luz emitida ou luz não visível). O material fluorescente pode incluir moléculas fluorescentes, ou partículas, 24 possuindo características pré-selecionadas configuradas para reagir a ou absorver luz visível e emitir luz não visível (por exemplo, luz infravermelha ou luz ultravioleta). As moléculas fluorescentes 24 da camada ativa 14 podem ser envolvidas ou encapsuladas dentro de um material de base 26 para aplicação em ou sobre a camada de substrato 12. Como tal, a camada ativa 14 pode ser consubstanciada como uma folha transparente possuindo a molécula 24. [0064] Dessa forma, nas modalidades ilustrativas, o material fluorescente (material de base 26 e moléculas fluorescentes 24) da camada ativa 14 pode ser qualquer material configurado para emitir luz não visível em resposta ao recebimento de luz visível. Vários tipos de material fluorescente podem ser utilizados para a camada ativa 14. O ta- manho de quaisquer partículas fluorescentes pode ser muito pequeno, por exemplo, nano partículas ou moléculas com tamanhos entre cerca de 0,5 nm a cerca 500 nm. As moléculas fluorescentes 24 podem ser qualquer tipo adequado de composição molecular, incluindo moléculas inorgânicas, fósforo inorgânico, organofosfato, moléculas orgânicas, tinturas, nano partículas com base em semicondutor, moléculas orga-nometálicas, clorofila orgânica, ou outros materiais orgânicos ou inorgânicos adequados. [0065] Geralmente, a fluorescência é um fenômeno molecular, no qual uma substância absorve luz visível de uma cor (em um primeiro comprimento de onda) e irradia quase que instantaneamente, ou emite, luz visível de outra cor (em um comprimento de onda diverso). Esse processo é conhecido como excitação e emissão. A maior parte dos fluorocromos podem ter bandas bem definidas de excitação e emissão. A distribuição espectral de luz emitida pode ser muito independente do comprimento de onda de excitação. As moléculas fluorescentes 24 da camada ativa 14 podem ser sintonizadas para absorver a luz possuindo uma faixa de comprimentos de onda no espectro visível e emitem luz possuindo um comprimento de onda no espectro não visível, que é invisível ao olho nu. A camada ativa 14 pode capturar, armazenar e transformar energia da radiação eletromagnética e emitir energia através dos conectores elétricos ou através da emissão direta de radiação eletromagnética. Uma vez que a radiação eletromagnética é removida, o material fluorescente da camada ativa 14 pode retornar para um estado não excitado capaz de ser excitado novamente para dissipar a energia sem bloquear ou interferir com a ótica ou visão. [0066] Em uma modalidade particular, a molécula 24 pode ser uma molécula orgânica possuindo um desenho, ou configuração, que recebe as várias faixas de ou alguma parte de comprimentos de onda similares a uma tintura molecular, tal como uma tintura de styryl. Ge- ralmente, as tinturas de styryl são moléculas orgânicas com as propriedades fluorescentes. Suas propriedades fluorescentes podem depender da inserção de um hidrocarbono traseiro em um meio. O comprimento do hidrocarbono traseiro pode determinar a dissociação constante para inserção. Por exemplo, partes traseiras curtas (por e-xemplo, 43C) podem ter uma alta constante de dissociação e movem rapidamente, enquanto partes traseiras maiores podem ter uma constante de dissociação inferior. [0067] Por exemplo, tinturas de styryl, tal como moléculas de FM1-43 e FM4-64 da Life Technologies, podem ser excitadas pelos comprimentos de onda variando entre cerca de 430 nm a cerca de 520 nm (por exemplo, luz azul/verde). O espectro de emissão pode ser alterado para um comprimento de onda máximo de cerca de 580 nm (por exemplo, luz amarela/laranja) para FM 1-43. O espectro de emissão pode ser alterado para um comprimento de onda máximo de cerca de 730 nm (por exemplo, luz vermelha distante) para FM4-64. [0068] FM1-43 é uma molécula de styrylpyridinium, mais concisamente conhecido como uma molécula de styryl ou tintura de styryl. FM1-43 é uma molécula anfifílica, que possui uma região hidrofílica e uma região hidrofóbica. FM 1-43 possui uma parte traseira lipofílica feita de até 2 correntes de hidrocarboneto (por exemplo, CH3CH2CH2CH2...) e um cabeçote de amônio carregado positivamente. O cabeçote pode ser um grupo de piridínio e é feito de dois a-néis aromáticos com uma ponte de ligação dupla entre os mesmos, conhecida como parte de fluorophore da molécula de tintura. O grupo de fluorophore possui excitação de cerca de 500 nm e emissão de luz em cerca de 625 nm. A lipofilicidade da parte traseira pode fornecer a capacidade de a tintura de molécula dissolver em gorduras, óleos, lipí-deos, e solventes não polares tal como hexano e tolueno. A parte traseira da molécula é o que permite que a tintura entre no meio visto que o cabeçote positivamente carregado não pode entrar no meio. A interação da parte traseira do hidrocarbono é o que causa a mudança no comprimento de onda. [0069] Em outro exemplo, as moléculas fluorescentes 24 podem ser um tipo de moléculas de sobreposição de frequência fornecendo a Transferência de Energia de Ressonância de Frequência (FRET). FRET é uma interação dependente de distância entre os estados excitados eletrônicos de duas moléculas de tintura onde a excitação é transferida de uma molécula doadora para uma molécula de aceitação sem emissão de um fóton. A eficiência de FRET depende da sexta e-nergia invertida da separação intermolecular, tornando a mesma útil através de distâncias comparáveis com as dimensões das macromolé-culas biológicas. [0070] Com referência novamente à Fig. 1, a camada de substrato 12 pode incluir uma primeira superfície principal 20 e uma segunda superfície principal oposta 22. A camada ativa 14 pode ser integrada a ou posicionada adjacente a pelo menos a primeira superfície principal 20 da camada de substrato 12 para formar o conjunto de proteção 10. [0071] A camada ativa 14 pode incluir qualquer material base transparente ou substancialmente transparente (um portador ou matriz) 26. O material fluorescente ou composição (por exemplo, as moléculas fluorescentes 24) pode ser adicionado, misturado, unido ou de outra forma combinada com o material base 26. Dessa forma, as moléculas 24 podem ser encapsuladas (por exemplo, vedada) dentro do material de base 26. O encapsulamento dentro do material de base 26 pode fornecer um ambiente impermeável a ar para as moléculas fluorescentes 24, mantendo as moléculas 24 longe da atmosfera para impedir a degradação das moléculas 24. Por exemplo, o material base 26 pode ser um material termoplástico que forma um corpo sólido quando curado. Como outro exemplo, o material base 26 pode ser um aglutinante, ou veículo, que está na forma líquida para aderir a uma superfície de substrato e seca como um filme sólido. [0072] Em uma implementação, a camada ativa 14 pode ser uma folha flexível configurada para se sobrepor ou ser posicionada adjacente à camada de substrato 12. Em outra implementação, a camada ativa 14 pode ser uma folha rígida configurada para se sobrepor ou ser posicionada adjacente à camada de substrato 12. Em outra implementação, a camada ativa 14 pode ser um filme sólido flexível e fino configurado para se sobrepor ou ser posicionado adjacente à camada de substrato 12. Em outra implementação adicional, a camada ativa 14 pode ser um material liquefeito configurado para revestir e aderir à camada de substrato 12 e secar como um filme sólido. [0073] Outros substratos ou revestimentos adicionais podem complementar a camada de substrato 12 e/ou a camada ativa 14 para fornecer o fingimento, proteção de substrato, filtragem de luz (por exemplo, filtragem de luz ultravioleta externa) ou outras funções. [0074] Outra modalidade do conjunto de proteção descrito 10 pode incluir uma ou mais camadas ativas 14 e nenhuma camada de substrato 12. A camada ativa 14 pode incluir moléculas fluorescentes 24 adicionadas ao material base 26. O material base 26 pode ser curado ou configurado para formar uma camada ativa sólida e durável 14. Por exemplo, as moléculas fluorescentes 24 podem ser combinadas com um material base de polímero de termoassentamento ou termoplástico substancialmente transparente 26. Como tal, a camada ativa 14, ou uma pluralidade de camadas ativas 14, sozinhas podem ser utilizadas como o conjunto de proteção 10 em determinadas aplicações. [0075] Com referência à Fig. 4, outra modalidade do conjunto de proteção descrito, geralmente designado por 10', pode incluir uma primeira camada de substrato 12', uma segunda camada de substrato 28, e a camada ativa 14'. Posicionada entre a primeira camada de substra- to 12' e a segunda camada de substrato 28. Por exemplo, o conjunto de proteção 10' pode ser um laminado de múltiplas camadas. A camada ativa 14' pode ser vedada entre a primeira camada de substrato 12' e a segunda camada de substrato 28 para fornecer proteção adicional das moléculas 26 (Fig. 2) a partir da atmosfera. Pode ser apreciado que qualquer número de camadas de substrato e camadas ativas pode ser combinado para formar o conjunto de proteção 10. [0076] A Fig. 5 ilustra um exemplo de um espectro de absorção e emissão fluorescente (excitação) de moléculas fluorescentes 24 da camada ativa 14. Como ilustrado, as moléculas 24 podem absorver luz (por exemplo, luz absorvidas) possuindo uma faixa de comprimentos de onda (por exemplo, o primeiro comprimento de onda 40) e pode emitir luz (por exemplo, luz emitida) possuindo uma faixa de comprimentos de onda (por exemplo, o segundo comprimento de onda 42) mais longo do que os comprimentos de onda da luz absorvida. Essa transição pode ser considerada uma conversão ascendente visto que o comprimento de onda da luz absorvida (por exemplo, radiação eletromagnética absorvida 16) é aumentado à medida que passa através do conjunto de proteção 10 e é emitido como luz emitida (por exemplo, radiação eletromagnética emitida 18). [0077] Por exemplo, a camada ativa 14 pode absorver luz visível possuindo comprimentos de onda variando de cerca de 380 nm a cerca de 750 nm e emite luz não visível possuindo um comprimento de onda maior do que cerca de 750 nm (por exemplo, luz infravermelha). [0078] A Fig. 6 ilustra outro exemplo de um espectro de absorção e emissão fluorescente (excitação) das moléculas fluorescentes 24 da camada ativa 14. Como ilustrado, as moléculas 24 podem absorver luz (por exemplo, luz absorvida) possuindo uma faixa de comprimentos de onda (por exemplo, o primeiro comprimento de onda 40) e pode emitir luz (por exemplo, luz emitida) possuindo uma faixa de comprimentos de onda (por exemplo, segundo comprimento de onda 42) mais curtos do que os comprimentos de onda da luz absorvida. Essa transição pode ser considerada uma conversão descendente visto que o comprimento de onda de luz absorvida (por exemplo, radiação eletromagnética absorvida 16) é reduzido à medida que passa através do conjunto de proteção 10 e é emitido como luz emitida (por exemplo, radiação eletromagnética emitida 18). [0079] Por exemplo, a camada ativa 14 pode absorver luz visível possuindo comprimentos de onda variando de cerca de 380 nm a cerca de 750 nm e emite luz não visível possuindo um comprimento de onda mais curto do que cerca de 380 nm (por exemplo, luz ultravioleta). [0080] Como tal, o conjunto de proteção descrito 10 pode transformar energia de luz que pode interferir com a visibilidade em energia de luz que não interfere com a visibilidade. [0081] Mais especificamente, a camada ativa 14 pode ser um material fluorescente adaptativo de laser incluindo moléculas fluorescentes especialmente projetadas 24 que reagem à luz visível possuindo os comprimentos de onda correspondentes às frequências de apontadores de laser comercialmente disponíveis. Quando as moléculas fluorescentes 24 reagem à luz de feixe de laser, as moléculas absorvem luz do feixe de laser e emitem luz que não interfere com a visão. [0082] Em uma implementação ilustrativa, o conjunto de proteção 10 pode ser uma janela de cabine de comando de uma aeronave e a camada ativa 14 pode absorver o feixe de laser (por exemplo, radiação eletromagnética absorvida 16 possuindo um primeiro comprimento de onda 40) direcionado na janela da cabine de comando e emitem luz não visível (por exemplo, radiação eletromagnética emitida 18 possuindo um primeiro comprimento de onda 42) a fim de permitir que um piloto realize qualquer função necessária sem interferência visual. [0083] Por exemplo, a camada ativa 14 pode ser configurada para responder a um apontador de laser verde pela absorção de luz visível possuindo um comprimento de onda entre cerca de 495 nm e cerca de 570 nm (por exemplo, luz verde) e emitindo luz não visível ou pouco visível possuindo um comprimento de onda maior do que cerca de 750 nm (por exemplo, luz infravermelha). [0084] Como outro exemplo, a camada ativa 14 pode ser configurada para responder a um apontador de laser verdade pela absorção de luz visível possuindo um comprimento de onda entre cerca de 495 nm e cerca de 570 nm e emitindo luz não visível ou pouco visível possuindo um comprimento de onda mais curto do que cerca de 380 nm (por exemplo, luz ultravioleta). [0085] Como outro exemplo, a camada ativa 14 pode ser configurada para responder a um apontador de laser vermelho pela absorção de luz visível possuindo um comprimento de onda entre cerca de 620 nm e cerca e 750 nm (por exemplo, luz verde) e emitindo luz não visível ou pouco visível possuindo um comprimento de onda mais longo do que cerca de 750 nm. [0086] Com referência à Fig. 7, outra modalidade do conjunto de proteção descrito, geralmente designado 10", pode incluir pelo menos uma camada de substrato 12" e uma pluralidade de camadas ativas (identificadas individualmente como 14a, 14b, 14c, 14d). A pluralidade de camadas ativas 14a, 14b, 14c, 14d pode ser configurada para absorver luz visível (por exemplo radiação eletromagnética absorvida 16 possuindo um primeiro comprimento de onda 40) e muda progressivamente o comprimento de onda para luz não visível (por exemplo, radiação eletromagnética emitida 18 possuindo um primeiro comprimento de onda 42). [0087] Como ilustrado na Fig. 8, o conjunto de proteção 10" pode ser um laminado de múltiplas camadas incluindo a camada de substra- to 12", uma primeira camada ativa 14a, uma segunda camada ativa 14b, uma terceira camada ativa 14c, e uma quarta camada ativa 14d. Cada uma das camadas ativas 14a, 14b, 14c, 14d podem mudar o comprimento de onda (por exemplo, o primeiro comprimento de onda 40) de luz visível (por exemplo, a radiação eletromagnética absorvida 16) na direção do espectro não visível. Por exemplo, a luz visível de entrada possuindo um comprimento de onda no espectro visível pode sofrer uma primeira mudança de comprimento de onda e pode ser emitida como luz possuindo o primeiro comprimento de onda alterado 30 à medida que passa através de e é absorvida pela primeira camada ativa 14a. A luz possuindo o primeiro comprimento de onda alterado 30 pode sofrer uma segunda mudança de comprimento de onda e pode ser emitida como luz possuindo um segundo comprimento de onda alterado 32 à medida que passa através de e é absorvida pela segunda camada ativa 14b. A luz possuindo o segundo comprimento de onda alterado 32 pode sofrer uma terceira mudança de comprimento de onda e pode ser emitida como luz possuindo um terceiro comprimento de onda alterado 34 à medida que passa através de e é absorvida pela terceira camada ativa 14c. A luz possuindo o terceiro comprimento de onda alterado 34 pode sofrer uma quarta mudança de comprimento de onda e pode ser emitida como luz não visível (por exemplo, radiação eletromagnética emitida 18) possuindo um quarto comprimento de onda alterado 36 (por exemplo, o segundo comprimento de onda 42) à medida que passa através de e é absorvido pela quarta camada 14d. [0088] Como discutido acima, cada uma das camadas ativas 14a, 14b, 14c, 14d pode incluir moléculas fluorescentes 24 (Fig. 2) sendo configuradas, ou sintonizadas, para reagir a ou ser excitada pela luz possuindo um comprimento de onda predeterminada ou faixa de comprimentos de onda. Por exemplo, a primeira camada ativa 14a pode ser configurada para absorver luz visível possuindo um comprimento de onda variando de cerca de 495 nm a cerca de 570 nm (por exemplo, luz verde) e emitir luz possuindo o primeiro comprimento de onda alterado 30 variando de cerca de 570 nm a cerca de 590 nm (por e-xemplo, luz amarela). A segunda camada ativa 14b pode ser configurada para absorver luz possuindo o primeiro comprimento de onda alterado 30 variando de cerca de 570 nm a cerca de 590 nm para cerca de 620 nm (por exemplo, luz laranja). A terceira camada ativa 14c pode ser configurada para absorver luz possuindo o segundo comprimento de onda alterado 32 variando de cerca de 590 nm a cerca de 620 nm e emite luz possuindo o terceiro comprimento de onda alterado 34 variando de cerca de 620 nm a cerca de 750 nm (por exemplo, luz vermelha). A quarta camada ativa 14c pode ser configurada para absorver luz possuindo o terceiro comprimento de onda alterado 36 variando de cerca de 620 nm a cerca de 750 nm e emite luz não visível possuindo o quarto comprimento de onda alterado 36 maior do que cerca de 750 nm (luz infravermelha). [0089] Pode ser apreciado que cada uma dentre a pluralidade de mudanças de comprimento de onda pode ser do tipo conversão descendente (Fig. 4) para aumentar o comprimento de onda de luz na direção do espectro ultravioleta ou de conversão ascendente (Fig. 5) para reduzir o comprimento de onda de luz na direção do espectro ultravioleta. Dessa forma, o número de camadas ativas 14 pode depender da direção da mudança e da magnitude total da mudança nos comprimentos de onda (o número de mudanças no comprimento de onda) para transformar luz visível em luz não visível. [0090] O conjunto de proteção 10" pode formar parte de ou a totalidade de um para brisa de veículo, uma janela de cabine de comando, uma janela de edifício, um monitor heads-up, uma lente ou similares. O conjunto de proteção descrito 10" pode ser particularmente benéfico quando utilizado em uma aplicação aeroespacial. É contemplado que o conjunto de proteção descrito 10" pode ser utilizado como qualquer superfície substancialmente transparente configurada para reduzir ou eliminar as obstruções visuais induzidas pelo brilho em qualquer ótica, tal como um olho humano, criação de imagem visual, sensores óticos, e similares. Pode ser apreciado que variações do conjunto de proteção 10" podem ser igualmente uteis em aplicações não aeroespaciais, tal como automotivas, de aplicação de lei, controle de tráfego aéreo, militar e/ou indústrias de construção. As camadas ativas 14a, 14b, 14c, 14d podem ser aplicadas à camada de substrato 12" durante a fabricação ou supridas para encaixe retroativo em uma camada de substrato existente 12". [0091] Em uma implementação ilustrativa, o conjunto de proteção 10" pode incluir pelo menos uma camada de substrato 12" e pelo menos uma camada ativa 14a para formar um painel transparente rígido formando uma janela de cabine de comando, um monitor heads-up, um visor de capacete, ou lente de óculos. [0092] Em outra implementação ilustrativa, o conjunto de proteção pode incluir pelo menos uma camada ativa 14a para formar uma folha transparente flexível aplicada a uma superfície interna de uma janela de cabine de comando, um monitor heads-up, um visor de capacete, ou lente de óculos. [0093] Em outra implementação ilustrativa, o conjunto de proteção 10" pode ser um painel rígido e transparente posicionado entre o piloto e a janela de cabine de comando ou monitor heads-up através do qual a luz (por exemplo, luz de feixes de laser) possa entrar na cabine de comando. [0094] Pode ser apreciado que o conjunto de proteção 10" pode não bloquear a luz visível que o piloto utiliza para ver, como é feito pelos óculos de sol e a tintura na janela. Adicionalmente, visto que a molécula 24 pode sempre reagir à luz de entrada dentro de um compri- mento de onda particular, pode não haver diferença de tempo entre a luz atingir o conjunto de proteção 10" e as moléculas 24 (Fig. 3) das camadas ativas 14a, 14b, 14c, 14d reagindo à luz. [0095] Adicionalmente, as moléculas fluorescentes 24 (Fig. 3) não exigem que uma fonte de energia opere. Como tal, o conjunto de proteção 10" pode superar as desvantagens associadas com os óculos de reação à luz ou óculos de escurecimento elétrico. [0096] Com referência à Fig. 9, também é descrito um método, geralmente designado 100, para a criação de um conjunto de proteção configurado para absorver luz possuindo um primeiro comprimento de onda e para emitir luz possuindo um segundo comprimento de onda. Como ilustrado no bloco 102, uma molécula fluorescente pode ser selecionada (por exemplo, projetada) possuindo características de excitação e emissão particulares em resposta à radiação eletromagnética possuindo um comprimento de onda específico ou faixa de comprimentos de onda. [0097] Como ilustrado no bloco 104, um material de base, ou portador, pode ser fornecido para receber uma pluralidade de moléculas fluorescentes. [0098] Como ilustrado no bloco 106, uma pluralidade de moléculas fluorescentes pode ser combinada com o material de base para formar um material de composição fluorescente. [0099] Como ilustrado no bloco 108, o material de composição fluorescente pode ser formado em uma camada ativa. A camada ativa pode ser um liquido transparente ou um sólido transparente. [00100] Como ilustrado no bloco 110, uma camada de substrato transparente pode ser fornecida. [00101] Como ilustrado no bloco 112, a camada ativa pode ser aplicada à camada de substrato. Por exemplo, uma camada ativa sólida e transparente pode ser posicionada adjacente à camada de substrato.

Como outro exemplo, uma camada ativa líquida transparente pode ser aplicada à camada de substrato como um revestimento ou filme. [00102] De acordo, o conjunto de proteção descrito pode redirecionar automaticamente a radiação eletromagnética a partir de uma fonte de radiação (por exemplo, um feixe de laser) pela absorção de luz visível e emitindo luz não visível sem interferência e impedindo danos à visão. Dessa forma, o conjunto de proteção pode eliminar a necessidade de óculos protetores, que podem limitar as capacidades de visão do usuário. Por exemplo, quando utilizados como uma janela de cabine de comando ou monitor heads-up de uma aeronave, o conjunto de proteção descrito pode reduzir ou eliminar o efeito do brilho induzido por laser na janela da cabine de comando causado pela luz do feixe de laser e proteger os olhos da tripulação durante fases críticas do voo, tal como durante a decolagem e o pouso, operações de busca e resgate, vigilância de vídeo de segurança, operações de combate e similares. [00103] Apesar de várias modalidades do conjunto de proteção descrito terem sido ilustradas e descritas, modificações podem ocorrer aos versados na técnica mediante leitura da especificação. O presente pedido inclui tais modificações e é limitado apenas pelo escopo das reivindicações.

Claims

1. Conjunto de proteção (10), compreendendo: uma camada de substrato substancialmente transparente (12); e uma camada ativa substancialmente transparente (14) posicionada com relação ao dito substrato (12); em que a dita camada ativa (14) é configurada para absorver a radiação eletromagnética (16) possuindo um primeiro comprimento de onda (40) e emitir radiação eletromagnética (18) possuindo um segundo comprimento de onda (42), o dito segundo comprimento de onda (42) sendo diferente do dito primeiro comprimento de onda (40).

2. Conjunto (10), de acordo com a reivindicação 1, em que a dita camada ativa (14) compreende moléculas fluorescentes (24).

3. Conjunto (10), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que as ditas moléculas fluorescentes (24) são distribuídas em um material base (26).

4. Conjunto (10), de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, em que o dito segundo comprimento de onda (42) é maior do que o dito primeiro comprimento de onda (40).

5. Conjunto (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, em que o dito primeiro comprimento de onda (40) está em uma parte visível de um espectro eletromagnético e o dito segundo comprimento de onda (42) está em uma parte não visível do dito espectro eletromagnético.

6. Conjunto (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, compreendendo adicionalmente uma segunda camada de substrato transparente (28), em que a dita camada ativa (14) é posicionada entre a dita camada de substrato (12) e a dita segunda camada de substrato (28).

7. Conjunto (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, compreendendo adicionalmente uma segunda camada ativa (14b) posicionada adjacente à dita camada ativa (14).

8. Conjunto (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, em que a dita segunda camada ativa (14b) compreende moléculas fluorescentes (24).

9. Conjunto (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, compreendendo uma pluralidade de camadas ativas (14a, 14b, 14c, 14d), em que cada camada ativa 14) dentre a dita pluralidade de camadas ativas (14a, 14b, 14c, 14d) compreende uma única molécula fluorescente.

10. Conjunto, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, onde a dita camada ativa compreende adicionalmente: um material base transparente (26); e uma molécula fluorescente dispersa no dito material base (26), em que a dita molécula fluorescente é configurada para absorver radiação eletromagnética (16) possuindo um primeiro comprimento de onda (40) e emitir radiação eletromagnética (18) possuindo um segundo comprimento de onda (42), o dito segundo comprimento de onda (42) sendo diferente do dito primeiro comprimento de onda (40).

11. Conjunto, de acordo com a reivindicação 10, compreendendo adicionalmente, uma segunda camada ativa (14b) posicionada, adjacente à dita camada ativa (14), a dita segunda camada ativa (14b) sendo configurada para absorver a dita radiação eletromagnética (16) possuindo o dito segundo comprimento de onda (42) e emitir a dita radiação eletromagnética (18) possuindo um terceiro comprimento de onda alterado (34).

12. Conjunto, de acordo com a reivindicação 10 ou 11, em que o dito primeiro comprimento de onda (40) está em um espectro eletromagnético visível, o dito terceiro comprimento de onda alterado (34) está em um espectro eletromagnético não visível, e o dito segundo comprimento de onda (42) está entre o dito espectro eletromagnético visível e o dito espectro eletromagnético não visível.

13. Conjunto, de acordo com a reivindicação 10, 11 ou 12, compreendendo adicionalmente uma camada de substrato (12), em que a dita camada ativa (14) é acoplada à dita camada de substrato (12).

14. Método de criação de um conjunto de proteção (10) configurado para absorver luz possuindo um primeiro comprimento de onda (40) e para emitir luz possuindo um segundo comprimento de onda (42), o dito método compreendendo as etapas de: fornecer uma molécula fluorescente compreendendo características de excitação e emissão em resposta à radiação eletromagnética possuindo um comprimento de onda predeterminado; fornecer um material base (26); dispersar a dita molécula fluorescente no dito material base (26) para formar uma composição fluorescente; formar a dita composição fluorescente em uma camada ativa (14); fornecer uma camada de substrato (12); e aplicar a dita camada ativa (14) à dita camada de substrato (12).

15. Aeronave, compreendendo o conjunto de proteção (10), como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 13.