【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越多人們的接受認(rèn)可。通常來說，一般的窗戶玻璃具有透射可見光，反射紅外光的特性，這種特性就使得冬季陽光能透過玻璃窗使室內(nèi)溫暖，而夏季可見光透過窗戶使室內(nèi)溫度過高，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)太陽光的調(diào)節(jié)。

　　變色玻璃的分類

　　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中列舉了常見的無機(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光的照射下自動(dòng)吸收太陽光而發(fā)生變色，在另一束光或熱照射后又恢復(fù)為原來狀態(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�。正常情況下，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改變玻璃的透過和反射性能，減少不必要的太陽能的得進(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，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，在溫度過高時(shí)甚至不變色，溫度過低時(shí)不褪色，降低光致變色玻璃對(duì)溫度的依賴性也是一個(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。