技術前沿：電致變色玻璃窗你見過嗎？

2015-08-31 來源：新材料在線

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【中玻網(wǎng)】智能玻璃已經(jīng)存在幾十年了，但價格相當高，應用范圍很窄，例如波音客機的窗戶。但一種新型的電致變色玻璃窗技術能通過添加或移去電荷使其顏色發(fā)生相應改變，這比目前市面上所使用的技術更加靈活，價格也更加便宜。

　　商業(yè)化的材料只可以阻擋陽光中的可見光部分，對于產(chǎn)生熱的不可見的近紅外光部分不起作用。美國德克薩斯大學奧斯汀分校（University of Texas at Austin）化學工程教授Delia Milliron團隊開發(fā)出了一種新型玻璃，可以有選擇性地阻擋產(chǎn)生熱量的近紅外部分以及可見光部分。Milliron說該產(chǎn)品目前的性能已足夠優(yōu)良，計劃利用這一進展建立一條生產(chǎn)線，進一步推進這一技術。

　　使得窗玻璃更加智能的關鍵是嵌入到玻璃材料中的由導電材料制成的納米晶“框架”。納米晶和玻璃材料本身具有明顯不同的光學性質，將兩者復合能阻擋高達90%的近紅外光以及80%的可見光，而且在環(huán)境明亮和陰暗的情況下都保持“冷”，這在炎熱天氣下有助于建筑物的節(jié)能。

　　Milliron說，這種制造方法稱為向日葵技術（Heliotrope Technologies），不同于目前電致變色玻璃制造商的低收益方法。傳統(tǒng)制造技術依賴類似于某些微電子制造的能源密集型技術，而這種向日葵技術旨在通過沉積溶液到玻璃薄膜上來實現(xiàn)商業(yè)化，這種技術更快且消耗的能量更低。

　　該技術原理與可充電電池很像。想象一下，器件一開始是透明的，很亮。施加一定的電壓，對納米晶進行充電，使其吸收近紅外光。如果稍微延長器件的充電時間，玻璃材料也將帶電，變得暗淡。對玻璃進行放電，又重新恢復完全透明的明亮狀態(tài)。在較近的一次演示中，Milliron及其同事發(fā)現(xiàn)，以特定的結構來排列納米晶，可以使電子和離子在玻璃材料和納米晶之間快速移動，這意味著這種復合材料可以在短短的幾分鐘內完成模式切換——比Milliron所知的任何商業(yè)電致變色玻璃材料都要更快。這種新材料的成本更低、制造技術更加可靠。

　　另外的好處是，此前推出的材料是棕色調，新的納米晶玻璃材料創(chuàng)造出了更加中性的藍色調，Milliron認為這對于很多應用領域來說可能是必選的。Heliotrope公司總裁Jason Holt希望公司在2017年將靠前批產(chǎn)品投入市場。

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