【中玻網(wǎng)】用于建筑窗戶的材料在建筑中扮演著重要的角色，它非常大地影響了人們的感官和室內(nèi)居住的舒適度。建筑的窗戶實(shí)際上是一個(gè)綜合系統(tǒng)，它不僅影響著能量和物質(zhì)的流動(dòng)，而且能根據(jù)環(huán)境的變化改變自身的通透性，達(dá)到節(jié)能美觀的目的。自從2000年初次應(yīng)用，相關(guān)的變色玻璃技術(shù)展示了非常大的優(yōu)勢(shì)，因此被廣泛應(yīng)用于新型節(jié)能建筑中。并且由于減少了窗戶附近能引起人們的不適的反射眩光，這種變色玻璃受到越來(lái)越多人們的接受認(rèn)可。通常來(lái)說(shuō)，一般的窗戶玻璃具有透射可見(jiàn)光，反射紅外光的特性，這種特性就使得冬季陽(yáng)光能透過(guò)玻璃窗使室內(nèi)溫暖，而夏季可見(jiàn)光透過(guò)窗戶使室內(nèi)溫度過(guò)高，在室內(nèi)必須采用電扇空調(diào)等降溫措施，使能耗增加。變色玻璃受到外界環(huán)境的變化，改變玻璃的顏色透光率，從而環(huán)保節(jié)能。變色玻璃根據(jù)變色原理可以分為，電致變色玻璃，光致變色玻璃，氣致變色玻璃，熱致變色玻璃等，可以不同程度的改變玻璃的透光性，實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)光的調(diào)節(jié)。

　　變色玻璃的分類(lèi)

　　電致變色玻璃電致變色材料由于受到外部電流發(fā)生反應(yīng)，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，不同的狀態(tài)具有不同的顏色，能夠自主的可逆的改變材料的顏色，因此這些顯色材料可以根據(jù)使用者的需要，改變材料的對(duì)太陽(yáng)光的光學(xué)特性和吸附特性。電致變色器件一般由電致變色材料層，電解液，離子儲(chǔ)存層和透明的導(dǎo)電電較組成，當(dāng)加上電壓時(shí)透明變色材料變色，當(dāng)加上反向電壓時(shí)材料又變回透明。無(wú)機(jī)變色材料在市場(chǎng)中應(yīng)用十分廣泛，表1中列舉了常見(jiàn)的無(wú)機(jī)變色材料以及對(duì)應(yīng)的還原態(tài)和氧化態(tài)顏色，以WO3為電致變色材料的器件已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。

表1各種電致無(wú)機(jī)變色材料

　　光致變色玻璃

　　光致變色玻璃是指在一束太陽(yáng)光的照射下自動(dòng)吸收太陽(yáng)光而發(fā)生變色，在另一束光或熱照射后又恢復(fù)為原來(lái)狀態(tài)的一種玻璃，它的基本原理是化合物A在吸收光子后轉(zhuǎn)變?yōu)榛衔顱，兩種物質(zhì)的吸收光譜或者折射率發(fā)生明顯變化，銀鹵化物光致變色玻璃的基本組成是鹵化銀，沙，氧化硼，物質(zhì)材料和少量的銅。銅主要作為增敏劑，增加暗敏感程度，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)加工工藝獲得玻璃。

　　氣致變色玻璃

　　在所有新興的動(dòng)態(tài)玻璃技術(shù)中，除了電致變色玻璃技術(shù)外，在某些產(chǎn)品中氣致變色玻璃也已經(jīng)較為成熟。相比電致變色玻璃器件，氣致變色玻璃具有制作工藝簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)變速度快，制作成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。氣致變色玻璃是通過(guò)將一個(gè)氣體敏感層暴露在稀釋的氫或氧氣中而達(dá)到的，氣色層是由薄而多孔的WO3薄膜覆蓋于鉑或鈀上(薄膜厚度小于1 um)增強(qiáng)H2的解離，暴露于多孔WO3薄膜中的氫會(huì)經(jīng)過(guò)化學(xué)還原而使玻璃暗化，當(dāng)氧氣被引入的時(shí)候氫會(huì)被轉(zhuǎn)化為水，再次變?yōu)橥该鳌ＵＧ闆r下，WO3是透明態(tài)的，但是暴露在H2中導(dǎo)致其變?yōu)镠WOx，顯示的顏色為深藍(lán)色，氫氣的濃度越高顏色越深，具有更強(qiáng)的紅外過(guò)濾效果，更高轉(zhuǎn)變速率。

　　熱致變色玻璃熱致變色玻璃主要的一部分是熱致變色材料，熱致變色材料會(huì)隨著溫度的變化改變顏色。如下圖1所示，熱致變色材料能夠通過(guò)改變玻璃的透過(guò)和反射性能，減少不必要的太陽(yáng)能的得進(jìn)而減少建筑的能源消耗。

圖1熱致變色玻璃的連續(xù)變色現(xiàn)象

　　相比較而言，幾乎所有的無(wú)機(jī)材料都具有隨溫度變化改變顏色的能力，這些材料在不同溫度下的電子性能造成了這種熱致變色效果。

表2熱致變色材料

　　變色玻璃有多種多樣的用途，在航空航天，汽車(chē)，顯示器，建筑窗戶等多個(gè)方面應(yīng)用，變色玻璃的包含范圍廣泛，研究人員在不斷的探索新的變色玻璃體系，創(chuàng)變新產(chǎn)工藝。就目前而言，電致變色玻璃，光致變色玻璃，氣致變色玻璃，熱致變色玻璃他們各自仍然存在自身的局限。對(duì)于電致變色玻璃而言，電致變色玻璃大多是“三明治”結(jié)構(gòu)的器件，制作起來(lái)工藝較為復(fù)雜，原材料較為昂貴，造成電致玻璃器件生產(chǎn)成本較高。此外，電致變色材料做建筑物玻璃的話，環(huán)境使用溫度約為-10~40℃，而目前的電致變色器件在高溫或低溫下的循環(huán)壽命都欠佳。光致變色玻璃的明暗度和褪色速度是光致變色玻璃使用過(guò)程中非常重要的兩個(gè)性質(zhì)，除了與玻璃的制作工藝相關(guān)外，還與工作環(huán)境密切相關(guān)，如同樣的光照輻射下，光致變色玻璃冬天低溫時(shí)比夏天高溫時(shí)變暗時(shí)顯得更深，同時(shí)褪色速度相比夏天慢一些，在溫度過(guò)高時(shí)甚至不變色，溫度過(guò)低時(shí)不褪色，降低光致變色玻璃對(duì)溫度的依賴(lài)性也是一個(gè)重要的研究方向。氣致變色玻璃的變色器件結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，但時(shí)生產(chǎn)成本較高，想要將其大規(guī)模的應(yīng)用首先需要從制備簡(jiǎn)單，成本低廉兩者入手，如何才能制備出高性能，廉價(jià)的氣致變色器件才能夠具有廣泛的應(yīng)用前景。熱致變色玻璃材料通常都有一個(gè)變色溫度，在變色溫度的上下顯示出不同的光學(xué)性質(zhì)，應(yīng)用與智能窗中，變色溫度需要在室溫附近，因此選擇合適的熱致變色材料，研發(fā)低溫變色玻璃，具有深遠(yuǎn)意義。