化学与生活

电致变色—Electrochromism

 电致变色(Electrochromism),就是在不同电流(电压)下材料会产生不同颜色的现象。其中最著名的应该就是波音787的变色窗了吧!下面让小编给大家介绍一下相关知识吧!

电致变色的原理

不管是有机类化合物还是无机类化合物都有光致变色性质的物质存在。有机类的电致变色化合物的话,一般在施加电压之后,分子发生氧化还原反应,或者生成的自由基态分子从而导致颜色变化。无机类电致变色化合物的话,一般都是氧化还原反应导致的。这类化合物被制作成薄膜之后,施加电压就能非常容易的观察到电致变色的现象。

其中具有代表性的物质是氧化钨WO,氧化钨在WO的状态下是无色的,但是在向膜中加入阳离子之后,会变化为蓝色。

对于有机类化合物,虽然电压下的构型变化下能达到变色的目的,然而在电流的刺激下,有机类的电致变色化合物往往容易疲劳分解,往复性相对比较弱。而无机类化合物虽然往复性非常优良,但是在变色速度上还比较慢。

図3

有机类电致变色化合物,例子

氧化钨——无机类电致变色化合物例子

 

应用例子

利用电致变色原理的例子,最著名的就是波音787(Boeing 787 Dreamliner)上采用的这个调光窗,如下视频,这个飞机上没有一般飞机上使用的遮光板,而在窗子下方有一个按钮,只需要使用此按钮就可以调节窗子的颜色由透明逐渐加深颜色到深蓝色。

这个窗子的制造商是一个叫GENTEX的美国公司。GENTEX是一家自动防晕镜子行业当中的先驱,他们在很早之前就将电致变色技术运用到了镜子当中(比如轿车的后视镜,读者们可以去观察一下),所以自然而然地,他们也考虑把此技术运用到窗子上。在该公司的主页上,被称作航空电子窗帘的一产品,可以从透明变化到蓝色,应该使用的就是氧化钨吧。

 

建筑业也开始使用此类电致变色的材料了,位于京都的法国国立极东学院就使用了一家法国公司,Saint-Gobain。生产的变色玻璃——”SAGE”。

只需要使用这个玻璃,就可以轻松的遮蔽阳光或者让阳光照射进屋子,并且,智能窗子还能辅助调控室内温度,能节约空调费呢。。。虽然适用范围非常光,但是囿于当前的技术,变色窗变色速度还不足够迅速,耐久性也是一个问题。可以预想,今后解决了此类问题之后,电致变色相关的材料的发展!

看了视频之后,小编真的好想住在这样的房子里面!然而,目前这类电致变色的玻璃价格还非常非常的昂贵,产量也不多,一般用在一些比较高端的器具上。。。不知道何时,我们一般家庭也能装上一套这样的智能变色窗子呢???

PS:有人会说,“加上一个窗帘不久解决了吗?”,先不论这样子的窗子带来的科技时代感。。。估计这么想的人没洗过窗帘,,,为了整洁干净,窗帘可是要洗的很频繁的啊!!!!(尤其,天津北京这种雾霾城市,还灰尘特别大!)

相关书籍

导电聚合物电致变色材料与器件

  • 价格¥ 73.38(2016/12/20 22:31)
  • 出版日 2015年9月1日
  • 平装 173页
  • ISBN: 9787030458247
  • 出版社 科学出版社

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XJ Zhang

南开大学毕业 文部省奖学金资助预计前往东京大学从事超分子化学 我仰望的天空不见月亮 我俯视的池塘也没有鱼儿 ——————看不见鱼和月的喵

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