玄妙且实用的玻璃窗帘

来源 :大科技·科学之谜 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jian47312144
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  要说传统的窗帘的确是物美价廉,操作简易,但弊端也非常明显,就是只能有遮光或者曝光两种选择。其实在很多时候,人们需要处在既不完全遮光、也不完全曝光的状态,而且曝光时还能防止紫外线辐射,这才更让人感觉舒适,并有益健康。但传统窗帘显然无法解决这些问题。那么,该如何给窗帘来一次“革命”,让它更好地满足人们的需求呢?
  早些时候,研究人员把传感器技术汇集到了一起,发明了智能窗帘控制系统。该系统采用了多种传感器,具有温度控制、湿度控制、光照度控制等综合功能,并且制成了很精巧的控制器,用户无需学习即可轻松地操作、使用。这种智能系统是把窗帘融入到了空调系统中,让窗帘的百叶窗随着温度变化和光亮度变化来自动调整角度,以此来控制透光量。美中不足的是,这种智能窗帘造价很高,不适合在各种场合安装使用。
  令人高兴的是,在不久前,科学家发明了一种电控玻璃窗帘。这种窗帘是将液晶膜固化在两玻璃之间,其所依据的调光原理是:在自然状态下,液晶膜里的液晶排列是无规则的,其折射率比玻璃的折射率低,入射光在液晶上发生散射,呈乳白色,这时的玻璃便不透明了;但通电以后,处在弥散分布状态的液晶开始重新排列,从无序排列状态变为定向有序排列的状态,这样,液晶的折射率与玻璃的折射率便逐渐相等了,最后入射光完全可以通过,这时的玻璃就变成透明状态了。这种通电的玻璃窗帘操作也比较简便,使用者可根据窗外温度及光线的变化,通过旋转调压按钮,就可自动调整入射光的强弱及紫外线透过率,达到调温调光和抗紫外线的目的。
  不过这种玻璃窗帘的造价还是比较高,不利于普及应用。那么能有什么巧妙的办法让玻璃窗帘走进寻常百姓家呢?最近,科学家们通过多种实验,还真的获得了成功。他们研制的这种玻璃窗帘是以铌酸盐为主要材料制造的。铌酸盐是一种化合物,由铌和氧两种元素组成,科学家将它与纳米级别的铟锡氧化物晶体进行混合,便制成了玻璃窗帘。之所以称之为玻璃窗帘,是因为它具备玻璃的结构特性:其中的分子混杂为一团,没有清晰的模式,就像液体那样,但又与液体不同,液体是流动的,但玻璃不是。
  而之所以称之为窗帘,是因为它具有遮挡和调节入射光的作用:科学家在这种玻璃上涂上一层电解液,接着加上两个电极。当科学家给两个电极通电时,玻璃改变了它的透明度——加上4伏特电压时,玻璃完全透明;加上2.3伏特电压时,该玻璃可以阻隔近红外光;通1.5伏特电压时,它可以阻隔可见光和近红外光。这其中的道理很简单,因为通电可以改变纳米晶体的结构,因此这种玻璃就能阻隔某种波长的光,进而发挥调节和遮挡入射光的窗帘作用。
  这种玻璃窗帘在实际使用中,可以作为一种数微米厚的薄层附着在普通玻璃上,这样千家万户的普通玻璃届时就可以变成可以用电源按钮随意调节光线强弱的窗帘了。虽然相关配套技术的发明还需要假以时日,但未来人们的家居窗帘即将发生“革命性”的变化,已经是势不可当了。
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