生活在智能化时代，玻璃窗也被寄予了“智能”的愿景。普通的玻璃窗，不论是颜色，还是透光性几乎无法改变。众所周知，太阳光除了拥有我们肉眼可见的七色光之外，还包括了红外线和紫外线这些不可见光。它们不能通过肉眼直接看到，却能被我们身体感知到：红外线具有很强的热效应，能够产生大量热量。过多的紫外线会对我们的皮肤产生不可逆伤害。以至于在烈日炎炎的夏天，谈到它们，我们都避之唯恐不及。

针对太阳光的这些特点，科学家们通过对窗户进行光线和热量的管理，研发出了可实现变色的智能窗。它可通过调整进入建筑物的太阳能量，以优化建筑物的室内照明和温度，使其达到人类舒适的水平，可以大大减轻空调和照明的能源消耗。

电致变色智能窗

变色玻璃的实现目前主要依赖光致变色、热致变色以及电致变色三种技术，顾名思义，即利用光、热、电等刺激光学性能可变的场致变色材料，使其发生相应的光学变化。由于光致或热致变色技术无法根据实际需求自由开关变色，智能窗系统较常采用电致变色技术。

电致变色智能窗通常以玻璃为基材，通过溅射工艺镀上多层功能陶瓷薄膜，透明电极层用于连接电路，为电致变色过程中提供电子导体供电；离子存储层的功能是在电致变色过程中存储和提供反应所需的离子；电致变色层是发生电化学反应（颜色改变和物质价态改变）的场所，通过电流大小控制能够改变颜色，从而实现对可见光、紫外线、红外线的控制。正常情况下，锂离子存储于离子存储层内，当为多层薄膜两端施加正向电压时，离子通过电解质层从离子存储层迁移到电致变色层，引起变色层变色，反射光线。当在电极施加反向电压时，电致变色层的离子被抽出回来到原来的存储层，整个玻璃恢复到透明状态。

电致变色玻璃结构示意

由此可见，电致变色层是电致变色玻璃的核心功能层，其材料选择的重要性就不用多说了。过渡金属氧化物因其优异的物理和化学稳定性，在众多电致变色材料脱颖而出。其中V₂O₅陶瓷薄膜是一种既能电致变色又能储存离子的过渡金属氧化物。经过研究，天津工业大学的梁小平教授采用新型复合技术在ITO导电玻璃基底上制备出特殊纳米结构V₂O₅薄膜，该膜具有优异的电致变色性能、离子存储量和循环稳定性，波长550 nm处透光率调制的范围宽，且纳米结构为Li+提供了快速扩散的通道，响应时间短。所制备的V₂O₅为离子储存层和电致变色膜组装电致变色器件（ECD），在不同电压下从浅黄色变化到蓝黑色，响应时间快速，着色效率较高，组装的ECD具有优异的电致变色性能。

V₂O₅电色反应方程式

想了解智能窗用V₂O₅薄膜技术的更多信息吗？7月5-7日，粉体圈邀请了来自天津工业大学的梁小平教授到“2023全国先进陶瓷产业创新发展（唐山）论坛”分享报告《基于智能窗用电致变色层-离子储存层的开发应用》，感兴趣的小伙伴不妨赶紧行动，点击文末“日程安排”了解本次会议的最新日程安排及交通指南。

报告人简介

梁小平，博士、教授。2003年至今天津工业大学材料科学与工程学院工作，2004-2006年天津大学博士后，2004年英国利兹大学访问学者，2011年美国亚利桑那州立大学访问学者，2017年-2018年江苏省科技镇长。目前担任国家科技部创业人才评审专家、中国硅酸盐学会测试技术分会理事、天津市热处理学会理事、国家科技专家库在库专家、天津市科技专家库第一批入库专家，主持和参与国家中小创新基金、863、天津市科技计划项目、中国博士后科学基金等省部级及以上各类科研课题30余项，发表论文80余篇，授权中国发明专利10余项，专著3部，获得辽宁省科学技术进步奖一等奖1项、中国纺织工业联合会科学技术进步奖一等奖1项、天津市科学技术进步二和三等奖2项。目前主要从事特种玻璃功能层、无机分离膜、长余辉发光陶瓷粉体、材料表面工程等领域的研究。

唐山先进陶瓷论坛会务组

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