Електрохромне скло - це

напруги

світла

Зміст

Основні принципи

Різні типи скляних композитів засновані на фотохімічних явищах, пов'язаних зі зміною властивостей, що пропускають, при зміні зовнішніх умов: зміна світлового потоку (фотохромізм), температури ([термохромізм]), електричної напруги (електрохромізм).

Деякі пристрої із застосуванням рідких кристалів (LCD), коли знаходяться в термотропному стані, можуть змінювати кількість світла, що пропускається, при зростанні температури. Вольфрам з додаванням діоксиду ванадію VO2 відбиває інфрачервоне випромінювання, при зростанні температури вище 29°C, блокуючи сонячне випромінювання через вікно при високих зовнішніх температурах.

  • Полімерний рідкокристалічний шар (LCD, Liquid crystal devices)
  • На зважених частках (SPD, Suspended particle devices)
  • Електрохромний (електрохімічний) шар

Переваги і недоліки

Полімерні рідкокристалічні пристрої (LCD)

У полімерних рідкокристалічних пристроях (англ. Polymer dispersed liquid crystal devices, PDLCs або LCD), рідкі кристали розкладаються на складові або диспергуються в рідкий полімер; потім тверднуть або фіксують полімер.

Без напруги рідкі кристали випадково впорядковані в краплі, що призводить до розсіювання паралельних променів світла. Скло має "молочний білий" колір.

При подачі електроживлення електричне поле між двома прозорими електродами на склі змушує рідкі кристали вирівнюватися, дозволяючи світлу проходити через краплі з дуже маленьким розсіюванням. Скло перетворюється на прозорий стан. Ступінь прозорості може контролюватись прикладеною напругою. Це можливо завдякитому, що при невеликих напругах тільки частина рідких кристалів може повністю вирівнятися в електричному полі, і тільки невелика порція світла проходить крізь скло без спотворення, тоді як більшість розсіюється. У міру зростання напруги менше кристалів залишається не вирівняними, що призводить до меншого розсіювання світла.

Також можна контролювати кількість світла та тепла, що проходить через скло, при використанні барвників та спеціальних додаткових внутрішніх шарів. Також можливо створити протипожежні та протирадіаційні версії для використання у спеціальних пристроях.

Al Сoat Ltd.(один із дослідницьких центрів США) продемонструвала, що зображення може бути сформоване в прозорих електродах або полімері, дозволяючи виробництво екранних пристроїв і декоративних вікон. Більшість пристроїв, що пропонуються сьогодні працює у тільки УВІМК або ВИКЛ станах, хоча технологія забезпечення різних рівнів прозорості легко здійсненна.

Ця технологія використовується для внутрішніх та зовнішніх установок для контролю приватності (наприклад, переговорних кімнат, медичних кімнат інтенсивної терапії, ванних кімнат, душу) та для тимчасового екрану для проектора.

Пристрої зі зваженими частинками (SPD)

У пристроях зі зваженими частинками (англ.Suspended particle devices, SPD), тонка плівка шаруватих матеріалів стрижнеподібних частинок, зважених в рідині поміщається між двома шарами скла або пластику (або приєднується до одного шару). Якщо напруга не прикладена, зважені частинки орієнтовані випадково і поглинають світло, так що скло виглядає темним (непрозорим), синім або рідше сірим або чорним.

Електрохромні пристрої

Електрохромні (грец. Χρώμα -колір) або електрохромічні пристрої змінюють прозорість матеріалу при подачі напруги і тим самим контролюють кількість світла, що пропускається, і тепла: стан змінюється між кольоровим, напівпрозорим станом (звичайно синій) і прозорим. Відтінки в «темному» стані можуть бути від насиченого тонування до ледь помітного затінення. Зазвичай подача напруги необхідна тільки зміни ступеня прозорості, але після того, як стан змінилося, немає необхідності в електроживленні для підтримки досягнутого стану.

Затемнення виникає по краях, переміщається всередину - це повільний процес, що займає від багатьох секунд до декількох хвилин, залежно від розмірів вікна («райдужний ефект»).

Електрохімічні матеріали використовуються для контролю кількості світла та тепла, що проходить через вікна, застосовуються в автомобільній індустрії для автоматичного затемнення дзеркал заднього виду автомобіля при різному освітленні. Електрохромне скло забезпечує видимість навіть у затемненому стані і тим самим зберігає візуальний контакт із зовнішнім середовищем. Це використовується в невеликих додатках, наприклад, дзеркалах заднього огляду. Електрохромна технологія також знаходить застосування у внутрішніх пристроях, наприклад, для захисту об'єкта під склом у музеї та картин від впливу ультрафіолету, що пошкоджує, і світлових хвиль видимого діапазону.

Віологен використовується у поєднанні з діоксидом титану TiO2 для створення невеликих цифрових дисплеїв. Очікується, що вони замінять рідкокристалічні екрани, оскільки віологен (зазвичай темно-синій) контрастує зі світлим титаном, забезпечуючи високу контрастність екрану.

Останні досягнення в електрохромних матеріалах, що стосуються перехідних електрохромічних метал-гідридів.привели до розробки гідридів, що відбивають, які стають більш відбивними, ніж поглинаючими, перемикаючи стани між «прозорим» і «дзеркальним».

Приклади використання

Інший приклад використання - величезний скляний куб, здатний виїжджати з житлової вежі на висоті 88 поверху (Eureka Towers, Мельбурн, Австралія). Куб вміщує 13 осіб. Коли він виступає на 3 метри, скло стає прозорим, надаючи можливість відвідувачам огляд Мельбурну з висоти 275 метрів.