Нові можливості використання перовскітів для оборонних технологій
The mini-review discusses the innovative potential of perovskite materials in the military field. Its aim is to analyze the possibilities of these materials for creating advanced technologies, such as night vision systems, target designation, detection of chemical, biological and radiation threats,...
Gespeichert in:
| Datum: | 2025 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2025
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/801 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Surface |
Institution
Surface| _version_ | 1869292013302579200 |
|---|---|
| author | Покутній, С. І. Громовий, Т. Ю. Корочкова, Т. Є. Машира, В. О. Мошківська, Н. М. |
| author_facet | Покутній, С. І. Громовий, Т. Ю. Корочкова, Т. Є. Машира, В. О. Мошківська, Н. М. |
| author_institution_txt_mv | [] |
| author_sort | Покутній, С. І. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-02-12T08:53:33Z |
| description | The mini-review discusses the innovative potential of perovskite materials in the military field. Its aim is to analyze the possibilities of these materials for creating advanced technologies, such as night vision systems, target designation, detection of chemical, biological and radiation threats, camouflage of equipment and water purification, as well as to identify key challenges and prospects for their implementation. The unique optoelectronic properties of perovskites, such as high sensitivity to weak light, wide spectral range and flexibility of integration, are considered, which make them suitable for portable devices for operation in extreme conditions. The review covers the analysis of the structural features of perovskites and their applications: sensors provide effective threat detection with high accuracy, lasers offer precise guidance, and cloaking coatings mimic background light to protect equipment. Photocatalytic systems solve the problem of water purification in the field. At the same time, limitations are noted, such as instability in humidity, lead toxicity, short charge life and heating, which require the development of protective coatings, lead-free analogues and cooling systems for stable operation of devices. Integration with drones increases mobility, but scaling up production and environmental aspects require further improvements.
This mini-review examines perovskite materials (containing quantum dots), which are currently a key area of development for military applications, due to their unique optoelectronic properties. These optoelectronic properties enable efficient operation in low-light conditions, allowing for object recognition in the dark, as well as demonstrating high sensitivity to external influences such as gases or radiation, and the ability to function in extreme conditions.
Perovskite materials are currently becoming a key direction in the development of technologies for military purposes, distinguished by unique optoelectronic properties that ensure effective operation in low light conditions, allowing to recognize objects in the dark, as well as demonstrating high sensitivity to external influences such as gases or radiation, and the ability to function in extreme conditions. These materials attract attention due to their ability to control emission, high stability and flexibility in integration with various systems, which makes them promising for cloaking equipment, target designation, monitoring of chemical, biological and radiation threats, as well as providing clean water in the field. Compounds such as CsPbX₃ (where X = Cl, Br, I) and methylammonium analogues (MAPbX₃) show exceptional potential for optoelectronic devices such as lasers and sensors, as well as for photocatalytic and photoelectrocatalytic nano systems.
The problem of water pollution by organic and bioorganic pollutants poses a serious threat in military operations, where access to clean water is crucial and traditional purification methods are often ineffective [2]. In this context, perovskites appear as an innovative alternative due to their photocatalytic and photoelectrocatalytic properties.
One of the main problems of theoretical studies of nanosystems, which contain quantum dots, is the correct description of the interactions of nanoparticles (Coulomb, polarization, exchange, spin-orbit, spin-spin) with the interfaces of nanosystems (semiconductor-dielectric-metal). Theoretical modeling of hybrid nanosystems based on perovskite and semiconductor quantum dots, which takes into account quantum dimensional effects, allows predicting the influence of the size, shape and composition of quantum dots on the effective band gap, emission and absorption spectra, which is key to optimizing the optoelectronic properties of materials. Studies show that the interaction between nanoparticles localized above the QD surfaces in the perovskite matrix can lead to effective energy transfer, changes in the emission and absorption spectra and even to the emergence of quantum effects, such as coherence, which opens up prospects for quantum technologies. Hybrid structures of the quantum-dot-in-perovskite type provide high interface quality, which contributes to efficient charge transfer and increases the stability and diffusion length of charge carriers. |
| doi_str_mv | 10.15407/Surface.2025.17.101 |
| first_indexed | 2025-07-22T19:35:52Z |
| format | Article |
| fulltext | |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-801 |
| institution | Surface |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2026-06-29T01:16:22Z |
| publishDate | 2025 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-8012026-02-12T08:53:33Z New possibilities for using perovskites for defense technologies Нові можливості використання перовскітів для оборонних технологій Покутній, С. І. Громовий, Т. Ю. Корочкова, Т. Є. Машира, В. О. Мошківська, Н. М. perovskite materials optoelectronic properties technologies for military purposes photocatalytic and photoelectrocatalytic properties quantum dots nano systems перовскітні матеріали оптоелектронні властивості технології для військових цілей фотокаталітичні і фотоелектрокаталітичні властивості The mini-review discusses the innovative potential of perovskite materials in the military field. Its aim is to analyze the possibilities of these materials for creating advanced technologies, such as night vision systems, target designation, detection of chemical, biological and radiation threats, camouflage of equipment and water purification, as well as to identify key challenges and prospects for their implementation. The unique optoelectronic properties of perovskites, such as high sensitivity to weak light, wide spectral range and flexibility of integration, are considered, which make them suitable for portable devices for operation in extreme conditions. The review covers the analysis of the structural features of perovskites and their applications: sensors provide effective threat detection with high accuracy, lasers offer precise guidance, and cloaking coatings mimic background light to protect equipment. Photocatalytic systems solve the problem of water purification in the field. At the same time, limitations are noted, such as instability in humidity, lead toxicity, short charge life and heating, which require the development of protective coatings, lead-free analogues and cooling systems for stable operation of devices. Integration with drones increases mobility, but scaling up production and environmental aspects require further improvements. This mini-review examines perovskite materials (containing quantum dots), which are currently a key area of development for military applications, due to their unique optoelectronic properties. These optoelectronic properties enable efficient operation in low-light conditions, allowing for object recognition in the dark, as well as demonstrating high sensitivity to external influences such as gases or radiation, and the ability to function in extreme conditions. Perovskite materials are currently becoming a key direction in the development of technologies for military purposes, distinguished by unique optoelectronic properties that ensure effective operation in low light conditions, allowing to recognize objects in the dark, as well as demonstrating high sensitivity to external influences such as gases or radiation, and the ability to function in extreme conditions. These materials attract attention due to their ability to control emission, high stability and flexibility in integration with various systems, which makes them promising for cloaking equipment, target designation, monitoring of chemical, biological and radiation threats, as well as providing clean water in the field. Compounds such as CsPbX₃ (where X = Cl, Br, I) and methylammonium analogues (MAPbX₃) show exceptional potential for optoelectronic devices such as lasers and sensors, as well as for photocatalytic and photoelectrocatalytic nano systems. The problem of water pollution by organic and bioorganic pollutants poses a serious threat in military operations, where access to clean water is crucial and traditional purification methods are often ineffective [2]. In this context, perovskites appear as an innovative alternative due to their photocatalytic and photoelectrocatalytic properties. One of the main problems of theoretical studies of nanosystems, which contain quantum dots, is the correct description of the interactions of nanoparticles (Coulomb, polarization, exchange, spin-orbit, spin-spin) with the interfaces of nanosystems (semiconductor-dielectric-metal). Theoretical modeling of hybrid nanosystems based on perovskite and semiconductor quantum dots, which takes into account quantum dimensional effects, allows predicting the influence of the size, shape and composition of quantum dots on the effective band gap, emission and absorption spectra, which is key to optimizing the optoelectronic properties of materials. Studies show that the interaction between nanoparticles localized above the QD surfaces in the perovskite matrix can lead to effective energy transfer, changes in the emission and absorption spectra and even to the emergence of quantum effects, such as coherence, which opens up prospects for quantum technologies. Hybrid structures of the quantum-dot-in-perovskite type provide high interface quality, which contributes to efficient charge transfer and increases the stability and diffusion length of charge carriers. У міні-огляді обговорюється інноваційний потенціал перовскітних матеріалів у військовій сфері. Мета огляду – проаналізувати можливості цих матеріалів для створення передових технологій, таких як системи нічного бачення, цілевказівки, виявлення хімічних, біологічних і радіаційних загроз, маскування техніки та очищення води, а також визначити ключові виклики та перспективи їхнього впровадження. Розглянуто унікальні оптоелектронні властивості перовскітів, такі як висока чутливість до слабкого світла, широкий спектральний діапазон і гнучкість інтеграції, що робить їх придатними для портативних пристроїв для експлуатаціі у екстремальних умовах. Огляд охоплює аналіз структурних особливостей перовскітів і їхнє застосування: сенсори забезпечують ефективне виявлення загроз із високою точністю, лазери пропонують точне наведення, а маскувальні покриття імітують фонове світло для захисту техніки. Фотокаталітичні системи вирішують проблему очищення води в польових умовах. Водночас зазначаються  обмеження, такі як нестабільність у вологості, токсичність свинцю, короткий час життя заряду та нагрівання, які потребують розробки захисних покриттів, безсвинцевих аналогів і систем охолодження для стабільноі роботи пристроів. Інтеграція з дронами підвищує мобільність, але масштабування виробництва й екологічні аспекти вимагають подальших покращень. У міні-огляді розглядаються перовскітні матеріали (що містять квантові точки), які наразі є ключовою галуззю розробки для військового застосування завдяки своїм унікальним оптоелектронним властивостям. Ці оптоелектронні властивості забезпечують ефективну роботу в умовах слабкого освітлення, дозволяючи розпізнавати об'єкти в темряві, а також демонструють високу чутливість до зовнішніх впливів, таких як гази або радіація, та здатність функціонувати в екстремальних умовах. Перовскітні матеріали в даний час стають ключовим напрямком у розвитку технологій військового призначення, вирізняючись унікальними оптоелектронними властивостями, що забезпечують ефективну роботу в умовах низької освітленості, дозволяючи розпізнавати об'єкти в темряві, а також демонструючи високу чутливість до зовнішніх впливів, таких як гази або радіація, та здатність функціонувати в екстремальних умовах. Ці матеріали привертають увагу завдяки своїй здатності контролювати випромінювання, високій стабільності та гнучкості в інтеграції з різними системами, що робить їх перспективними для маскувальних засобів, цілевказівки, моніторингу хімічних, біологічних та радіаційних загроз, а також забезпечення чистою водою в польових умовах. Такі сполуки, як CsPbX₃ (де X = Cl, Br, I) та аналоги метиламонію (MAPbX₃), демонструють винятковий потенціал для оптоелектронних пристроїв, таких як лазери та сенсори, а також для фотокаталітичних та фотоелектрокаталітичних наносистем. Однією з основних проблем теоретичних досліджень наносистем, що містять квантові точки, є коректний опис взаємодій наночастинок (кулонівської, поляризаційної, обмінної, спін-орбітальної, спін-спінової) з межами розділу наносистем (напівпровідник-діелектрик-метал). Теоретичне моделювання гібридних наносистем на основі перовскітних та напівпровідникових квантових точок, яке враховує квантово-розмірні ефекти, дозволяє передбачити вплив розміру, форми та складу квантових точок на ефективну ширину забороненої зони, спектри випромінювання та поглинання, що є ключовим для оптимізації оптоелектронних властивостей матеріалів. Дослідження показують, що взаємодія між наночастинками, локалізованими над поверхнями квантових точок у перовскітній матриці, може призвести до ефективного переносу енергії, змін спектрів випромінювання та поглинання і навіть до виникнення квантових ефектів, таких як когерентність, що відкриває перспективи для квантових технологій. Гібридні структури типу квантова точка в перовскіті забезпечують високу якість межі розділу, що сприяє ефективному переносу заряду та збільшує стабільність та довжину дифузії носіїв заряду. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2025-11-26 Article Article application/pdf https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/801 10.15407/Surface.2025.17.101 Surface; No. 17(32) (2025): Surface; 101–117 Поверхность; № 17(32) (2025): Поверхня; 101–117 Поверхня; № 17(32) (2025): Поверхня; 101–117 3154-8091 3154-8083 10.15407/Surface.2025.17 en https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/801/808 Авторське право (c) 2025 С. І. Покутній, Т. Ю. Громовий, Т. Є. Корочкова, В. О. Машира, Н. М. Мошківська |
| spellingShingle | перовскітні матеріали оптоелектронні властивості технології для військових цілей фотокаталітичні і фотоелектрокаталітичні властивості Покутній, С. І. Громовий, Т. Ю. Корочкова, Т. Є. Машира, В. О. Мошківська, Н. М. Нові можливості використання перовскітів для оборонних технологій |
| title | Нові можливості використання перовскітів для оборонних технологій |
| title_alt | New possibilities for using perovskites for defense technologies |
| title_full | Нові можливості використання перовскітів для оборонних технологій |
| title_fullStr | Нові можливості використання перовскітів для оборонних технологій |
| title_full_unstemmed | Нові можливості використання перовскітів для оборонних технологій |
| title_short | Нові можливості використання перовскітів для оборонних технологій |
| title_sort | нові можливості використання перовскітів для оборонних технологій |
| topic | перовскітні матеріали оптоелектронні властивості технології для військових цілей фотокаталітичні і фотоелектрокаталітичні властивості |
| topic_facet | perovskite materials optoelectronic properties technologies for military purposes photocatalytic and photoelectrocatalytic properties quantum dots nano systems перовскітні матеріали оптоелектронні властивості технології для військових цілей фотокаталітичні і фотоелектрокаталітичні властивості |
| url | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/801 |
| work_keys_str_mv | AT pokutníjsí newpossibilitiesforusingperovskitesfordefensetechnologies AT gromovijtû newpossibilitiesforusingperovskitesfordefensetechnologies AT koročkovatê newpossibilitiesforusingperovskitesfordefensetechnologies AT maširavo newpossibilitiesforusingperovskitesfordefensetechnologies AT moškívsʹkanm newpossibilitiesforusingperovskitesfordefensetechnologies AT pokutníjsí novímožlivostívikoristannâperovskítívdlâoboronnihtehnologíj AT gromovijtû novímožlivostívikoristannâperovskítívdlâoboronnihtehnologíj AT koročkovatê novímožlivostívikoristannâperovskítívdlâoboronnihtehnologíj AT maširavo novímožlivostívikoristannâperovskítívdlâoboronnihtehnologíj AT moškívsʹkanm novímožlivostívikoristannâperovskítívdlâoboronnihtehnologíj |