波音787“夢幻窗”並沒有遮光板,卻可改變透光度,而與這有異曲同工之效的是——氧化鎢電致變色膜。
此刻,筆者還在想,去哪“涼一夏”?話說,波音787的舷窗沒有遮光板,然而卻可以改變透光度!你只需要按一下按鍵,舷窗就會成“變色龍”,直至完全變暗!當然,夜晚降臨時,機長也可以從駕駛艙直接調暗。另外,因為這種“電子窗簾”的變色過程是漸進的,所以你不用擔心眼睛會覺得不舒適。更有甚者,當意外斷電發生時,舷窗會變成完全透明,符合相關的航空標準。至此,有讀者可能會問“如此,真能輕鬆把波音787‘夢幻窗’裝回家?”。這只是看似不可實現。實際上,只需要——氧化鎢電致變色膜這一黑科技就可以給你波音787般享受!
初次接觸新事物,我們總是先從概念、原理入手。那,我們先來瞭解一下電致變色是什麼概念?電致變色是指在外加電場的作用下材料的光學屬性(反射率、透過率、吸收率等)發生穩定、可逆的顏色變化的現象,在外觀上表現為顏色和透明度的可逆變化。那麼,電致變色的原理又是什麼?電致變色的原理是使用電能來改變夾在兩層玻璃之間的導電介質的顏色,如薄膜或凝膠薄層等。電流流過外部玻璃內側的透明導電層,引起電致變色介質發生化學反應,從而引起介質的透明度發生變化。而具體到氧化鎢電致變色膜的變色原理,就是,氧化鎢電致變色玻璃窗使用三氧化鎢薄膜作為介質,在該薄膜上施加很小的電壓可以使其變暗,斷電後薄膜恢復到自然的透明狀態。這過程電壓可被精確地控制,通過調整小幅增加或降低電壓,就可以獲得所需要的透光度。
而後,關注其實際應用。其實,這種玻璃可以說是智慧玻璃的一種,在電場作用下,具有光吸收透過的可調節性,可選擇性地吸收或反射外界的熱輻射和內部的熱的擴散,從而減少民用住宅和辦公大樓在夏季保持“涼涼”和冬季保持“暖暖”而必須消耗的大量能源,簡而言之,就是四個字——節能減排。同時,這種智慧玻璃還起到改善自然光照程度以及防窺的等目的。仿若,一鍵能解決諸多問題!
再說,氧化鎢具有電致變色性能,也就是,它是一種電致變色材料。而用電致變色材料做成的器件被稱為電致變色器件。那麼,氧化鎢薄膜電致變色器件還有哪些應用?目前已經產業化的電致變色器件還包含顯示器、汽車自動防眩後視鏡等。電致變色材料具有雙穩態的性能,因而用電致變色材料做成的電致變色顯示器不僅不需要背光燈,而且顯示靜態圖像後,只要顯示內容不變化,就不會耗電,達到節能的目的。對於汽車自動防眩目後視鏡而言,目前的汽車後視鏡多採用液晶材料,只能在明暗之間轉換,給人眼帶來不舒服的感覺,尤其在夏季陽光比較強時,強烈的陽光會刺傷人的眼睛,容易導致交通事故。然而,採用具有電致變色性能的汽車後視鏡可以根據外界條件連續自動調節它的反射率,使人的眼睛感覺舒適。
最後,再來瞭解一下氧化鎢薄膜電致變色玻璃對於材料的要求。在實際應用當中,尤其是製備電致變色器件,電致變色材料一般來說應滿足以下要求:具有良好的電化學氧化還原可逆性;快速的變色回應;顏色的可逆變化;顏色變化的高度靈敏;有較高的迴圈壽命;有一定的存貯記憶功能;穩定的化學特性。
電致變色材料在資訊、電子、能源、建築以及國防等方面都有廣泛的用途。作為目前最有應用前景的智慧材料之一,電致變色材料被廣泛研究。其中,以無機金屬氧化物研究的最為充分,尤其是WO3。現在,已有很多WO3電致變色材料製備的器件應用於市場。將來,在國家環保政策的落實與節能減排的迫切需求驅動下,與波音787同款的“夢幻窗”輕鬆便宜裝你家將有望實現。