電致變色玻璃

電致變色玻璃是一種新型的功能玻璃。電致變色玻璃在智能窗的應用開發研究方面開展得非常活躍，這種由基礎玻璃和電致變色系統組成的裝置利用電致變色材料在電場作用下而引起的透光（或吸收）性能的可調性，可實現由人的意愿調節光照度的目的，同時，電致變色系統通過選擇性地吸收或反射外界熱輻射和阻止內部熱擴散，可減少辦公大樓和居民住宅等建筑物在夏季保持涼爽和冬季保持溫暖而必須耗費的大量能源。應用范圍：近年來，隨著能源的緊張，節能材料的研究和開發成為人們廣泛關注的一個重要問題，以電致變色材料為核心的全固態靈巧窗（SW）可動態地調節太陽能的輸出或輸入和可見光譜，還可作為汽車等交通工具的擋風玻璃和大面積顯示器，在建筑、運輸及電子等工業領域有著廣泛的應用前景。目前，電致變色玻璃在建筑、飛機、汽車等領域得到了廣泛的應用。

早在20世紀30年代就有關于電致變色的初步報道。從20世紀60年代國外學者Plant首先提出電致變色概念以來，電致變色現象引起了人們的廣泛關注。下面介紹一下電致變色的發展歷史。早在20世紀30年代就有關于電致變色的初步報道。20世紀60年代，Plant在研究有機染料時發現有電致變色的現象，并進行了研究。1969年，S.K.Deb首次使用無定形WO3薄膜制備了電致變色器件，并提出了“氧空位色心”機理。20世紀70年代，出現了大量有關電致變色機理和無機電致變色材料的報道。80年代末以來，新型有機電致變色材料合成和電致變色器件的制備成為一個日益活躍的研究領域。這期間，美國科學家C.M.Lampert和瑞典科學家C.G.Granqvist等人提出了以電致變色膜為基礎的一種新型節能窗，即靈巧節能調光窗(Smart window)，成為電致變色研究的另一個里程碑。1999年，Stadt Sparkasse儲蓄銀行為德國德累斯頓的一座新建筑物。這座大樓擁有歐洲第一面用電致變色玻璃制成的可控制外墻。2004年1月，英國倫敦的瑞士再保險大廈玻璃幕墻使用電致變色技術。2005年1月，法拉利Superamerica敞篷跑車的擋風玻璃和頂棚玻璃采用了電致變色技術。2008年7月，波音787客機客艙窗玻璃淘汰了機械式舷窗遮陽板，采用了電致變色技術。2009年10月，國內首個關于電致變色的綜合性網站電致變色網成立。2009年12月15日，波音787夢幻客機試飛成功。2016年8月，麻省理工的一個研究團隊研發出了一種新材料，它可以讓玻璃自動變色，而不再需要掛窗簾。其實就是利用電場產生電化學的氧化還原反應，造成光線穿透特性發生改變，進而造成顏色變化。
電致變色材料能在外加較低的驅動電壓或電流作用下，發生可逆的顏色變化，是材料的價態和組分發生可逆的變化，使材料的光學性能發生改變或者保持改變，同時電致變色材料還需要有很好的離子導電性，較高的對比度、變色效率和循環周期等電色性能。電致變色材料分為無機電致變色材料和有機電致變色材料。無機電致變色材料的典型代表是三氧化鎢，目前，以WO3為功能材料的電致變色器件已經產業化。而有機電致變色材料主要有聚噻吩類及其衍生物、紫羅精類、四硫富瓦烯、金屬酞菁類化合物等。以紫羅精類為功能材料的電致變色材料已經得到實際應用。在實際應用當中，尤其是制備電致變色器件，電致變色材料一般來說應滿足以下要求：(1)具有良好的電化學氧化還原可逆性。(2)快速的變色響應。(3)顏色的可逆變化。(4)顏色變化的高度靈敏。(5)有較高的循環壽命。(6)有一定的存貯記憶功能。(7)穩定的化學特性。

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