未来“新视界”——电致变色玻璃

说到玻璃这个日常生活中常见的材料，也经历了一场翻天覆地的变革，诞生了许多有趣的新型玻璃。而电致变色玻璃就是其中的一位大佬，成功地应用在了我们的生活中。

什么是电致变色？简单来说，就是让玻璃可以变色，而且是通过电流的作用来实现的哦！这种玻璃是怎样工作的呢？当外界施加电场时，会改变玻璃中的晶体结构，进而影响光的透射和反射，从而达到变色的目的。这种神奇的材料已经广泛应用于建筑、交通工具和住宅等领域，不仅可以提高节能和舒适度，还能为室内设计增添别致的风格。

以后走进电致变色玻璃房子里，看着窗户自动变换颜色，仿佛置身于奇妙的未来之中，感觉太酷了！

那么！现在让我们来探索一下，电致变色玻璃到底回事吧！

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要了解电致变色玻璃，需要先来了解一个概念——电致变色（EC）。电致变色是指材料的光学属性(透过率、反射率、吸收率等)在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化的现象，在外观上表现为可见光和颜色的可逆变化，所以具有电致变色性能的材料称为电致变色材料。因此电致变色玻璃就是在传统玻璃的铸造工艺中，加入了电致变色材料，以此来达到人为控制玻璃的颜色，所以这是一种新型的智能化玻璃。

总体上根据材料的化学成分可将电致变色材料分为无机电致变色材料和有机电致变色材料两大类。其中，无机电致变色材料以金属钨（WO3）为代表，已经产业化，并在建筑、交通、航空等领域得到了广泛应用。有机电致变色材料则主要包括紫罗精类、聚噻酚类及其衍生物、四硫酞箐类化合物等，其中紫罗精类变色材料已经得到一定的应用。

优势何在？

电致变色玻璃产线采用了多项纳米技术，融合了聚合物靶材镀膜技术，实现了零污染。在此基础上，智能电致变色玻璃相比同类型产品具有多个优势。

1、高光泽度。光泽度是指物体表面接近镜面的程度，而电致变色玻璃通常用于防眩光，主要原理是通过漫反射来实现，光泽度可以作为测量漫反射的重要指标。

2、高透光率。即在入射光通过玻璃时，透过玻璃的光线与投射的光线之比率，其值取决于玻璃制造工艺，透过率与光泽度值紧密相关，当光泽度越高时，透过率也会相应增加，但一般不超过92%。

3、驱动电压低、呈现效果稳定。电致变色玻璃的驱动电压比同类型产品更低，所以控制更容易，同时还具有环保、节能、高效等优势。在玻璃启动后，它可以呈现出特定的图案或颜色，并且持续稳定地显示不会消失。

4、适用温度带宽。目前电致变色玻璃产品的工作温度为-15℃~70℃左右，适应性强。

5、变化速度快。调光玻璃虽然是一种特殊的玻璃，但本质上仍然具有玻璃材料的透光特性，在使用时从雾化转为透明只需要0.2秒，雾化状态下的玻璃也可作为投影屏使用。

如何应用？

01

高端办公室、门窗等

作为会议室的玻璃特写，透明时可以看到外面的事物，变颜色或者实现雾化时可以作为个性屏风与手写白板使用。

02

家庭住宅

客厅、浴室隔间等地方都能使用，平时玻璃呈颜色状态（可定制图案），可以保护隐私；使用时玻璃呈透明状态（通电让电致变色材料呈现无颜色，即透明），放大整个空间。应用于外侧窗户时，可根据光线强弱自主调节玻璃颜色，达到遮蔽部分紫外线的功能。

03

商品展示及商业展出

玻璃展示窗变换颜色时可让商品不被人清晰看到，更可以特写颜色的个性；透明时展示商品，并且多种状态可通电随意切换。在户外大型商业活动中，可以充当智能屏幕，通过不同的电压驱动玻璃，从而实现显示各种各样图案及颜色。 

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04

汽车玻璃、头盔、眼镜

将电致变色玻璃应用于汽车等交通工具之上，不仅可以抵挡强光线的照射，更重要的是可以防止眩晕。可在头盔玻璃挡风处或眼镜镜片处贴电致变色膜不仅有同样的效果，还可以自由选择玻璃的颜色，实现个性化配置。

05

航空飞行、高铁列车

对于航空飞行以及高铁等交通运输工具，成本是必然需要考虑的一项内容。通过采用智能电致变色玻璃达到调节内部光线、温度等环境条件，可以为其节约大量燃油、电力成本。这一项技术在未来会成为航空公司、铁路运输公司的刚需。

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电致变色智能玻璃在电场作用下具有光吸收透过的可调节性，可选择性地吸收或反射外界的热辐射和内部的热的扩散，减少办公大楼和民用住宅在夏季保持凉爽和冬季保持温暖而必须消耗的大量能源；同时起到改善自然光照程度、防窥的目的；解决现代不断恶化的城市光污染问题，是节能建筑材料的一个发展方向；根据对电致变色智能玻璃的测试表明，还能实现对紫外线的几乎100%阻隔作用，在汽车等领域应用，即可以实现无视角障碍的安全驾驶体验，还以免除紫外线的伤害作用。

电致变色玻璃市场

根据国际资源小组的数据，预计到2050年，世界各地城市的能源消耗模式每人将达到8至17吨资源。人居署估计，城市占全球能源消耗的75%，每年也排放出全球温室气体排放量的80%。其中一个主要原因是城市地区建筑物和房屋的节能性不够好，导致需要大量使用空调以应对过度吸收阳光等情况。作为玻璃行业的一种新型产品，智能电致变色玻璃可以有效地应对这种情况。该产品具有防止夏季过度吸收阳光、在冬季提供有效的保暖等优点，并具有高重复使用率和良好的使用效果。因此，智能电致变色玻璃在未来几年市场中的潜在节能特性将会成为其市场增长的动力。

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安装智能电致变色玻璃后的建筑物可以减少供暖和致冷需用能量的25%、照明的60%、峰期电力需要量的30%。装上智能玻璃后，人们不必为遮挡骄阳配上暗色或装上机械遮光罩了。在冬天智能电致变色玻璃能为建筑物多吸收70%的太阳辐射量，获得漫射阳光所给予的温暖。

这种智能变色玻璃主要依靠锂离子的抽取和注入控制玻璃的变色，可以动态调节和控制太阳光线和辐射热能，并通过了长时间户外日照条件下对器件稳定性和可靠性的测试，可为使用者提供节能和舒适的室内环境，代表着当今最先进的建筑节能玻璃技术。在产品尺寸方面，随着人们对户外建筑的实用性、观赏性的要求越来越高，大面积电致变色玻璃必然是今后的发展方向。未来，随着各国对建筑节能法规及政策不断深入落实，以及技术不断发展进步，具有出色节能特性的电致变色玻璃应用前景广阔。

电致变色材料是目前最有应用前景的新型材料之一，其中无机金属氧化物的研究最为充分，特别是钨氧化物（WO3）和氧化镍（NiOx）。已经有很多采用这些材料制备的电致变色器件已应用于市场。但是仍需进一步改善其性能，例如通过使用溅射法制备氧化镍薄膜可以获得更加稳定的电化学特性、较高的重复利用率以及良好的薄膜附着性，同时还具有成本较低的优点。未来，随着电致变色器件的全固态化实现，将有望适应大规模工业生产和应用的需求。