第116期:玻璃也智能——變色玻璃中的黑科技
2020-11-22 騰訊網
導語
這年頭，啥東西都講究一個智能，智慧型手機、智能電視、智能手錶、智能音箱等等已經走入千家萬戶，就連玻璃都開始走向智能了。本期專欄，我們就來聊一聊可以變色的智能玻璃。
變色玻璃是指在一定的條件下（比如光照、溫度、電場、表面施加壓力等）會改變顏色的玻璃，而且當這些施加的條件消失後又能恢復到初始狀態，也就是變色是可逆的。根據變色原理的不同，可以分為光致變色玻璃、熱致變色玻璃、電致變色玻璃和力致變色玻璃等，其中最常見的就是光致變色玻璃和電致變色玻璃了。
光致變色玻璃
光致變色玻璃是在玻璃原料中加入特殊的感光材料製作而成，最常見的是使用滷化銀。滷化銀本身是無色的，但是在遇到陽光照射時不穩定，容易分解成為銀原子和滷素原子，銀原子聚集在一起形成膠體，這種膠體銀對光有很強的吸收能力，玻璃顏色因此會變暗。當去除陽光照射後，銀原子和滷素原子又會重新反應結合成無色的滷化銀，玻璃又會恢復透明。
光致變色玻璃最成功的應用就是眼鏡片了，在室內的時候就是正常的眼鏡，而到了室外又可以變為墨鏡使用。這種玻璃大家應該不是很陌生，相信大家身邊多多少少都有戴變色眼鏡的小夥伴，室外照大合影的時候那絕對是人群中最靚的仔。
電致變色玻璃
坐過波音787的朋友（尤其是跟學姐一樣喜歡坐窗戶邊的朋友）可能會注意到，它的窗戶十分特殊，沒有遮光板，取而代之的是一個可以調節窗戶顏色和明暗的按鈕,共有5種不同的狀態。乘客可以根據需要調亮或調暗玻璃，當然特殊情況下，機長也可以統一控制窗戶的顏色。
▲波音787沒有遮光板的窗戶和調光按鈕
▲不同顏色的窗戶
這是怎麼做到的呢？顯然上述的光致變色玻璃已經不能滿足需求了，畢竟外界光照條件是人為控制不了的，光致變色玻璃的明暗也就自然無法隨心所欲。波音787所用的玻璃是一種可以通過用電來控制玻璃顏色明暗的玻璃，叫做電致變色玻璃。
電致變色玻璃是在兩層玻璃基層中間加上導電介質，通過外加電場或電流來改變中間介質的顏色和透明度，從而改變玻璃的顏色狀態。電致變色玻璃通常由如下圖所示的幾層結構組成。
透明導電層——是一層導電薄膜，具有很高的光通過率和電導率。普通玻璃本身是不能導電，加上兩層透明導電層之後，便可以形成導電玻璃，透明導電層的好壞直接影響著電致變色玻璃的性能。
電致變色層——是電子和離子的混合導體，是電致變色玻璃的核心部分，在電場作用下可以發生顏色改變。需要有較大的色光調節範圍、較好的循環穩定性和較短的響應時間。
電解質層——用於傳導變色反應過程中所需的離子。需要有高的離子透過率、低的電子透過率，目的是儘可能的只讓離子通過，而阻攔電子通過。
離子存儲層——也是電子和離子的混合導體，用於提供和儲存變色所需要的離子，一般使用可逆的氧化還原物質。
了解了它的結構，那麼具體原理是怎樣的呢？玻璃的導電層加上電壓之後，離子存儲層內的離子通過電解質層，進入電致變色層，與電致變色層的物質結合發生化學反應，使玻璃呈現特定的顏色。電壓的大小會影響進入電致變色層離子的多少，通過控制電壓的大小就可以實現對顏色深淺的調節。斷電後，離子從電致變色層通過電解質層又回到離子存儲層，玻璃又恢復到初始的狀態。
是不是很神奇？有了電致變色玻璃，即便是在白天，把窗戶調至最暗的顏色，便可營造夜晚的氛圍，仿佛深邃的夜空就在身旁，讓你即刻入眠。喜歡看風景的朋友，把窗戶調至不同的顏色，也會有驚喜哦。有了這款變色玻璃，遮光、看風景兩不誤！
▲自然光和偏暗光下的窗外
▲自然光和偏暗光下的風景
▲自然光和偏暗光下的日落
想像一下，未來將電致變色玻璃用在汽車上，就再也不用去貼膜了；用在家裡的窗戶上，好像也就沒有窗簾什麼事兒了，窗簾也將面臨被取代的風險。要說這種玻璃的缺點，那大概就是貴了！
電控霧化玻璃
提到電致變色玻璃，就不得不提另一種也是通過電來改變狀態的玻璃：通過一個開關按鈕即可控制玻璃變成霧化或者透明兩種狀態，我們把它叫做電控霧化玻璃。
這又是什麼原理呢？
電控霧化玻璃是在兩層玻璃中間有一層調光膜，調光膜中有液晶物質。在自然狀態下，液晶分子無規則排列，光線被液晶分子散射到各個方向，使玻璃呈現霧化狀態；通電時，液晶分子變為有規則定向排列，使光線能夠可以正常通過，從而呈現透明狀態。
無論是在酒店還是家裡的淋浴間，這種玻璃都十分實用，霧化狀態在使用時可以保護個人隱私，透明狀態又可以使空間更敞亮。有朋友可能要擔心了，電控霧化玻璃用在浴室或衛生間，萬一停電了怎麼辦？玻璃變透明了豈不是很尷尬？有這種擔憂的朋友，學姐不得不批評你，沒有認真看文章。這種玻璃在通電時才透明，斷電時是霧化狀態，所以完全不用擔心。只要別把控制開關的按鈕放在外面，你就是安全的。
當然，電控霧化玻璃也可以用在家裡的各種窗戶上，這樣窗簾又可以下崗了。不禁感慨，真是科技改變生活啊!
（本文部分圖片來自網絡，如有版權問題，請與我們聯繫）
參考文獻：
[1].電致變色玻璃的結構及組成[J].江蘇建材,2019(04):81.
[2]宋宇,童帥.電致變色玻璃研究及應用[J].玻璃,2014,41(12):40-43.
[3]徐美君. 光致變色玻璃原理及應用[N]. 中國建材報,2013-09-02(003).
我知道你在看喲
相關焦點
-
玻璃也智能——變色玻璃中的黑科技
導語：這年頭，啥東西都講究一個智能，智慧型手機、智能電視、智能手錶、智能音箱等等已經走入千家萬戶，就連玻璃都開始走向智能了。本期專欄，我們就來聊一聊可以變色的智能玻璃。光致變色玻璃光致變色玻璃是在玻璃原料中加入特殊的感光材料製作而成，最常見的是使用滷化銀。滷化銀本身是無色的，但是在遇到陽光照射時不穩定，容易分解成為銀原子和滷素原子，銀原子聚集在一起形成膠體，這種膠體銀對光有很強的吸收能力，玻璃顏色因此會變暗。 -
vivo又一黑科技公布:變色玻璃後蓋,不用再為配色糾結了?
當然有，最近vivo便公布了一個變色玻璃背板技術，據說能夠智能調節後蓋的顏色，筆者剛開始還不信，直到看見了兩位數碼博主的視頻與官宣。據數碼博主 @i冰宇宙 與 @數碼閒聊站 發布的視頻與文字介紹來看，坐實的變色背板的存在，據兩位博主描述，vivo的變色玻璃背板能夠整體變色，同時變色速度也能夠控制，用戶可根據自身需求選擇想要的顏色。 -
重慶這個智能玻璃幕牆可變色「降溫」
這個玻璃幕牆可變色「降溫」 全國首個智能玻璃節能幕牆亮相重慶，能有效阻隔紫外線、紅外線，可節約能耗10% 神奇 透明玻璃可隨氣溫變色 23日上午，記者來到正在建設的渝北區空港新城規劃展覽館。展覽館的外立面由四面玻璃幕牆組成。其中，位於西側的玻璃幕牆使用的是智能玻璃節能幕牆，約400平方米。 上午9點，從外觀來看，四面玻璃幕牆沒有區別，都是透明玻璃。 -
消費電子科技風口:《電致變色玻璃》
沃格光電 603773 連續漲停一一科技新風口：《電致變色玻璃》 1月7-11日作為國際消費電子產業風向標，每屆美國拉斯維加斯消費電子展（CES） 都吸引全球廠商雲集於此，並會有特定的科技趨勢凸顯出來，指引未來的科技發展走向。 -
Vivo最新黑科技曝光:變色玻璃背板,配色隨心而變
在這一點上，vivo的設計師是非常棒的，能夠在有限的進步空間內，利用他天馬行空的想像力不斷創新，研究出各類黑科技。近日，一項名為"vivo智能玻璃變色技術"應運而生。雖然目前市面上的手機機身配色還是在不斷改變的，AG磨砂質感、漸變色等新興工藝層出不窮。 -
超大規格的智能變色玻璃主要應用在哪裡
對於一些人來說，智能變色玻璃還是新鮮事物。它可以是透明的，也可以是不透明的，更可以在這兩種狀態之間隨意轉換，確實挺新奇。 -
變色玻璃是什麼 變色玻璃的原理
玻璃以石英砂、純鹼、長石及石灰石等為原料，經混和、高溫熔融、勻化後，加工成形，再經退火而得。廣泛運用於建築、日用、藝術、儀表等領域，種類豐富，性能優越。接下來請隨我們的文章來了解變色玻璃是什麼，以及變色玻璃的原理，以此來了解變色玻璃這一新型玻璃的特徵。 -
當科幻電影大片中的全息投影黑科技遇上智能玻璃
當然近在屏幕之外的我們也是無比羨慕，想像電影裡那樣人手一個黑科技產品，從此開啟開掛的生活。我們在看這些科幻電影大片兒的時候，總是會被影片的各種奇怪腦洞的思維所徵服，會想到這些出現在電影中的黑科技產品是不是會有一天在現實生活中也會有呢。畢竟所見即所想。 -
解讀智能玻璃控制技術
為此，今天筆者就將帶您認識一下這個多數人並不了解的「黑科技」。★ 什麼是智能玻璃控制技術?其實智能玻璃控制技術只是德國大陸集團推出「智能車門」的一部分，這其中還包括電動摺疊反光鏡、無線充電技術(門板儲物格處)、併線提醒功能等等。 -
vivo發布重磅黑科技:使用變色玻璃技術,讓手機顏色隨心變換
「電致變色玻璃」 電致變色玻璃 波音787客機較早採用了該技術，其客艙窗戶即是電致變色玻璃，可由乘客自行調節顏色和明暗。正是由於這種玻璃的存在，波音787淘汰了目前還在為許多客機普遍使用的遮光板。 該技術運用在手機後蓋上，用戶可以隨心所欲改變後蓋的色彩，無論是純色還是漸變。未來，廠家只需要發布一款手機，消費者就能獲得無數種、且只屬於自己的配色後蓋。 -
這個玻璃幕牆可變色「降溫」
展覽館的外立面由四面玻璃幕牆組成。其中，位於西側的玻璃幕牆使用的就是智能玻璃節能幕牆，約400平方米。此時，四面玻璃幕牆從外觀來看沒有區別，都是透明玻璃。上午10點半左右，智能玻璃節能幕牆悄然發生了變化。透明玻璃漸漸霧化，從展覽館內往外看，就像隔著一層薄霧。而另外三面玻璃幕牆沒有任何變化。隨著氣溫升高，智能玻璃節能幕牆的霧化現象也越來越明顯。 -
變色玻璃的新應用,科技感十足
除了使用智能玻璃以及減噪橡膠輪胎以外，這個型號的列車還是新加坡首批無人駕駛列車。而這種可以主動糊化的玻璃叫做智能玻璃。前段時間引起很大爭議的東京涉谷區代代木深町小公園的公廁用的也是智能玻璃。不過武吉班讓輕軌的歷史更悠久，也是世界上最早嘗試智能玻璃的公用設施之一。 -
網傳OPPO有望首發智能變色玻璃技術
集微網11月24日消息，vivo在9月份官宣了智能變色玻璃技術，通過這一技術，手機的後蓋可以隨心所欲地變成任何想要的色彩甚至質感。廠家只需要發布一個配色，消費者就獲得無數種、只屬於自己的配色後蓋 。圖片來源：微博除了可以隨心所欲的換配色之外，vivo的智能變色玻璃技術並不怎麼耗電，官方稱只有在變色的時候，玻璃會耗電，日常顯色是不耗電的。就像 Kindle 只有翻頁才耗電而日常顯示不會耗電一樣。 -
電控智能調光玻璃(變色玻璃)
智能調光玻璃屬建築裝飾特種玻璃，智能調光玻璃是電子技術和玻璃技術深入發展的必然產物。採用國際發明專利技術原理，將新型液晶材料附著於玻璃、薄膜等基礎材料上，運用電路和控制技術製成智能玻璃產品。 -
隨心所欲的個性色彩,vivo智能變色玻璃技術曝光,效果超秀
就在昨天，網上曝光了vivo最新的智能變色玻璃技術，也引發的大批網友的關注。當然電流流過外部玻璃內側的透明導電圖層，引起電控變色介質發生化學反應，從而引起介質的色彩以及透明度的變化。 -
vivo官宣智能變色玻璃技術,未來實現一機多變
近日vivo悄悄發布了智能漸變玻璃技術，這項技術可以完美的讓一臺手機展現多重顏色。手機後蓋的靈感源自飛機上可以自動變色的舷窗。眾所周知，舷窗變色的技術最早出現在波音787夢想客機上，而後這項技術被用於建築外牆或者是車載玻璃等地方，業內人士一般稱之為「EC技術」。 -
vivo發布智能變色玻璃技術:比普通玻璃厚0.2mm,功耗忽略不計
據微博V星人特刊的文章，vivo將要發布智能變色玻璃技術。通過這一技術，手機的後蓋可以隨心所欲地變成任何想要的色彩甚至質感。廠家只需要發布一個配色，消費者就獲得無數種、只屬於自己的配色後蓋 。不過該技術目前是概念探索，非量產產品功能。 -
【技術前沿】科學家開發新型「智能」變色玻璃技術,有望應用於汽車車窗
智能變色玻璃技術可以控制進出建築物或車輛的光線和熱量，而不會影響其視野。著色可以使玻璃透過更多的自然光，同時仍保持隱私，並且對節能有積極意義。縱觀市面上變色窗的原理不外乎以下這些類型：電致變色、光致變色、熱致變色、液晶窗、懸浮顆粒窗等。目前在變色玻璃領域仍以電致變色為主。 -
vivo發布智能變色玻璃技術,能否成未來手機CMF新玩法?
產業的發展離不開CMF（色彩、材料、工藝）近日，vivo官宣了其品牌的智能變色玻璃技術 -
vivo發布智能變色玻璃技術 手機背部可改變顏色
DoNews 9月4日消息（記者 丁凡）近日，vivo發布了智能變色玻璃技術，廠商宣稱有了這一技術後，手機的後蓋可以變成任何想要的色彩甚至質感。vivo 智能變色玻璃技術的靈感來源是波音78客機時，這架飛機上的舷窗可以變色。