新华社华盛顿3月15日电 美国哈佛大学研究人员日前开发出一种新工艺,只需轻调电压,就能迅速改变窗玻璃的透明度。
此前也有研究人员开发可调透明度的窗玻璃,但都是基于电化学反应来实现调节功能,工艺成本较高。而哈佛研究小组的新技术是通过改变材料的几何结构来调节窗玻璃透明度的。
哈佛大学工程与应用科学学院研究人员在最新一期美国《光学快报》杂志上报告说,他们开发的新型可调窗玻璃中间是一层玻璃或者塑料材料,两侧覆盖了透明、柔软的弹性体,弹性体上又喷了银纳米线涂层。银纳米线涂层尺度很小,不会散射照射其上的光线。但是,当施加一个外部电压时,情况就发生了变化。
在外加电压的作用下,两侧的银纳米线获得能量向彼此运动,从而对弹性体挤压导致其变形。由于银纳米线在表面的分布不均匀,所以弹性体也呈不均匀变形。这导致表面粗糙,散射光线,玻璃就会变得模糊。
研究人员介绍说,关键一点是,整个变化过程发生在不到一秒钟的时间内。此外,他们还发现,弹性体表面的粗糙程度与外加电压相关。电压值越高,表面就会变得越粗糙,玻璃也就越模糊。
参与研究的塞缪尔·希安比喻说,“这就好像是一个冰冻的池塘。如果这个冰冻池塘表面是光滑的,那么就可以透过冰看到下面,但如果冰表面有很多划痕,就什么都看不到了。”
此前基于化学反应的可调玻璃,利用的是基于真空沉积的镀膜方法,成本高且工艺复杂。哈佛研究负责人戴维·克拉克说,他们研发的这一新工艺实质上是一种物理变化,因此整个过程更加简单,成本也更低,更有可能实现商业量产。比如银纳米线涂层可以直接喷涂或者粘贴到弹性体上,适宜应用到大型建筑的玻璃上。
研究人员下一步将尝试使用更薄的弹性体,这样只需要更低的电压就可以调节透明度。
