一種智能玻璃的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種調(diào)光器件，尤其涉及一種智能玻璃。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，既美觀新穎、又能透光、擋風(fēng)和阻擋灰塵的玻璃幕墻、玻璃屋頂、玻璃結(jié)構(gòu)已成為現(xiàn)代主義高層建筑時代的顯著特征。但普通建筑玻璃不能自動調(diào)整自身性能以適應(yīng)風(fēng)、雨、光等環(huán)境變化，給我們帶來了諸多不便。因此，人們在選擇建筑玻璃時，除了考慮其美學(xué)特性和外觀特征外，更注重其熱量控制、制冷成本和內(nèi)部陽光投射的舒適平衡等問題。在新型建筑朝著智能化方向發(fā)展的趨勢下，能動態(tài)調(diào)節(jié)光照強度和室內(nèi)溫度的“智能玻璃”迅速成為各國研究的熱點。
[0003]所謂智能玻璃，是一種由玻璃或其它透明材料等基材和調(diào)光材料所組成的調(diào)光智能器件，在一定的物理條件下，如光照、電場、溫度等條件，器件會發(fā)生著色或褪色反應(yīng)，改變自身的顏色狀態(tài)，從而有選擇性地吸收或反射外界的熱輻射和阻止內(nèi)部熱擴散，達到可逆地調(diào)節(jié)光強度和室內(nèi)溫度的目的，有望用在下一代家庭或工業(yè)窗戶上。
[0004]通常為了實現(xiàn)陽光透射和反射的目的，采用的手段是在玻璃上鍍膜，使光線中某段波長的光可以被玻璃反射或透射，而根據(jù)不同的反光和透光需求，可以采取不同材質(zhì)的膜。例如低輻射玻璃，是在玻璃表面鍍由多層銀、銅或錫等金屬或其化合物組成的薄膜系，產(chǎn)品對可見光有較高的透射率，對紅外線有很高的反射率，具有良好的隔熱性能。但低輻射玻璃一般是單層平板玻璃，具有以下缺點:膜層強度較差，抗沖擊性差、搬運和安裝過程中容易被污染和劃傷、透光性強、反射率高、光污染大、隔熱隔音性能低、鍍膜層容易脫落影響使用壽命等。最關(guān)鍵的一點是，人們想要通過智能玻璃實現(xiàn)冬暖夏涼，尤其是在我國大部分四季分明地區(qū)，這一需求更加迫切，然而鍍膜玻璃無法滿足這一需求，因為鍍膜玻璃一旦結(jié)構(gòu)形成，其光學(xué)性能就不能進行可逆調(diào)節(jié)，其光學(xué)性能不能隨環(huán)境變化或個人喜好進行改變。同理，鍍膜玻璃在成型后可滿足對可見光中某段波長的光進行反射的前提下，也無法使該段波長的光能夠重新從玻璃中透射。同時鍍膜玻璃所采用的反光材料大多是基于金屬和金屬氧化物摻雜的離子晶體，構(gòu)成這種玻璃的反光材料容易干擾導(dǎo)航和通信系統(tǒng)，這個缺點不利于鍍膜玻璃窗在世界范圍內(nèi)進行普及與廣泛應(yīng)用。
[0005]目前，市場上還有一些通過電場作用來調(diào)光的產(chǎn)品，如液晶玻璃和電致變色玻璃，但是它們各自都有一些缺陷，限制其推廣應(yīng)用。液晶玻璃是通過電壓作用使液晶分子的取向變得規(guī)整，從而實現(xiàn)液晶玻璃的顏色由不透明變?yōu)橥该?，液晶玻璃響?yīng)速度快，但是原始狀態(tài)為不透明，需要通電才能轉(zhuǎn)變?yōu)橥该鲬B(tài)，所需電壓高且能耗大。電致變色玻璃是利用材料的電致變色特性制成的顏色及熱輻射透過率可調(diào)的智能玻璃，所謂電致變色是指在電場和電流的作用下，材料通過電化學(xué)過程引起氧化還原反應(yīng)而產(chǎn)生可逆變色的現(xiàn)象；電致變色玻璃具有能耗低和有顏色記憶效應(yīng)的優(yōu)點，但是它存在造價昂貴、響應(yīng)速度慢、顏色保持時間短、循環(huán)可逆性差、加工制備工藝復(fù)雜的問題。
[0006]市面上現(xiàn)有的智能玻璃產(chǎn)品往往價格昂貴、響應(yīng)時間較慢、制備工藝復(fù)雜而且質(zhì)量較差，難以廣泛地用于大量建筑中，開發(fā)一種能夠根據(jù)環(huán)境變化或個人喜好隨時進行可逆改變的智能玻璃，一種能夠隨時對人們的調(diào)光需求進行響應(yīng)的智能玻璃具有非常重要的意義，也具有非常大的推廣應(yīng)用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種智能玻璃。
[0008]本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:
一種智能玻璃，包括相對設(shè)置的兩塊透光基板、電源組件及電極，所述電極的兩極對稱設(shè)于兩塊所述透光基板相對的表面上，所述電極包括多個離散的點電極，所述電極的兩極分別與所述電源組件的兩極電性連接，兩塊所述透光基板之間設(shè)有調(diào)節(jié)層，所述調(diào)節(jié)層內(nèi)填充有顆粒分散液，在所述電極未接入電壓時，所述顆粒分散液中的顆粒隨機分散，所述智能玻璃呈磨砂態(tài)；在所述電極接入電壓時，所述顆粒分散液中的顆粒帶電荷，所述顆粒相對于所述點電極聚攏，所述智能玻璃呈透明態(tài)。
[0009]優(yōu)選地，所述電極的總面積占所述透光基板的面積的百分比小于等于25%。
[0010]優(yōu)選地，所述顆粒分散液由納米顆粒與分散介質(zhì)組成。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述顆粒為Ti02膠體顆粒、ZnO膠體顆粒、SnO 2膠體顆粒、In 203膠體顆粒中的至少一種。
[0012]優(yōu)選地，所述顆粒粒徑為50-1000nm。
[0013]優(yōu)選地，所述電極包括多個呈矩陣排列的點電極。
[0014]進一步優(yōu)選地，相鄰的所述點電極之間的間隔為150-500 μπι。
[0015]優(yōu)選地，所述點電極為正方形。
[0016]進一步優(yōu)選地，所述正方形邊長為100-400 μπι。
[0017]優(yōu)選地，所述兩塊透光基板之間還設(shè)有將所述調(diào)節(jié)層密封的隔電層。本發(fā)明的有?效果是:
本發(fā)明提供了一種智能玻璃，包括相對設(shè)置的兩塊透光基板、電源組件及電極，所述電極的兩極對稱設(shè)于兩塊所述透光基板相對的表面上，所述電極包括多個離散的點電極，所述電極的兩極分別與所述電源組件的兩極電性連接，兩塊所述透光基板之間設(shè)有調(diào)節(jié)層，所述調(diào)節(jié)層內(nèi)填充有顆粒分散液，在所述電極未接入電壓時，所述顆粒分散液中的顆粒隨機分散，所述智能玻璃呈磨砂態(tài)；在所述電極接入電壓時，所述顆粒分散液中的顆粒帶電荷，所述顆粒相對于所述點電極聚攏，所述智能玻璃呈透明態(tài)。在未通電時，所述顆粒隨機分散，光線很難從智能玻璃透過，所述調(diào)節(jié)區(qū)的反射率大，從而智能玻璃呈現(xiàn)磨砂態(tài)，即不透明態(tài)；在通電時，所述顆粒極化帶電，進而相對于所述點電極聚攏，光線可以從點電極之間的孔隙透過，所述調(diào)節(jié)區(qū)的反射率小，從而智能玻璃呈現(xiàn)透明態(tài)，通過調(diào)節(jié)所述電極的接入電壓可以控制所述顆粒的聚攏程度，可以進一步調(diào)整調(diào)節(jié)層的折射率和反射率，本發(fā)明所述智能玻璃可通過電場變化實現(xiàn)透光與不透光的調(diào)節(jié)，響應(yīng)速度快，且對導(dǎo)航和通訊等系統(tǒng)沒有干擾，智能玻璃的制備過程簡單且成本低廉。
【附圖說明】
[0018]圖1為電極未接入電壓時智能玻璃的截面圖； 圖2為電極接入電壓時智能玻璃的截面圖。
【具體實施方式】
[0019]以下將結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果進行清楚、完整地描述，以充分地理解本發(fā)明的目的、特征和效果。顯然，所描述的實施例只是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部實施例，基于本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的其他實施例，均屬于本發(fā)明保護的范圍。另外，專利中涉及到的所有聯(lián)接/連接關(guān)系，并非單指構(gòu)件直接相接，而是指可根據(jù)具體實施情況，通過添加或減少聯(lián)接輔件，來組成更優(yōu)的聯(lián)接結(jié)構(gòu)。本發(fā)明創(chuàng)造中的各個技術(shù)特征，在不互相矛盾沖突的前提下可以交互組合。
[0020]本發(fā)明提供了一種智能玻璃，包括相對設(shè)置的透光基板一 1和透光基板二 2、電源組件及電極，所述電極的兩極對稱設(shè)于所述透光基板一1和所述透光基板二 2相對的表面上，所述電極包括多個離散的點電極3。在優(yōu)選的實施例中，所述電極包括多個呈矩陣排列的點電極3，所述點電極之間的間隔為150-500 μ m，所述點電極3為正方形，所述正方形邊長為100-400 μπι。所述電極的總面積占所述透光基板的面積的百分比小于等于25%。所述透光基板一 1和所述透光基板二 2之間還設(shè)有將所述調(diào)節(jié)層5密封的隔電層4。所述電極的兩極分別與所述電源組件的兩極電性連接，兩塊所述透光基板之間設(shè)有調(diào)節(jié)層5，所述調(diào)節(jié)層5內(nèi)填充有顆粒分散液，所述顆粒分散液由納米顆粒6與分散介質(zhì)組成。所述納米顆粒為Ti02膠體顆粒、ZnO膠體顆粒、SnO 2膠體顆粒、In 203膠體顆粒中的至少一種，所述顆粒6的粒徑為50-1000nm。
[0021]參照圖1，在所述電極未接入電壓時，所述顆粒分散液中的顆粒6隨機分散，光線很難從智能玻璃透過，能夠均勻分散在溶劑中，所述調(diào)節(jié)區(qū)4的反射率大，所述智能玻璃呈現(xiàn)磨砂態(tài)，即不透明態(tài)。
[0022]參照圖2，在所述電極接入電壓時，所述顆粒分散液中的顆粒6極化帶電，所述顆粒分散液中的顆粒6帶電荷，所述顆粒分散液中的顆粒6相對于所述點電極3聚攏，所述顆粒6在兩塊所述透光基板間呈垂直于所述透光基板的直行排列，光線可以從點電極3之間的孔隙透過，所述電極3的總面積占所述透光基板的面積的百分比小于等于25%，剩余的75%以上的面積光線可以順利通過，所述調(diào)節(jié)層5的透射率很大，從而智能玻璃呈現(xiàn)透明
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[0023]通過調(diào)節(jié)所述電極的接入電壓可以控制所述顆粒6的聚攏程度，可以進一步調(diào)整所述調(diào)節(jié)層5的折射率和反射率，本發(fā)明所述智能玻璃可通過電場變化實現(xiàn)透光與不透光的調(diào)節(jié)，可以根據(jù)人們的意愿隨時對玻璃的光學(xué)性能進行調(diào)節(jié)；所述顆粒6自組裝成直行排列所需時間短，電響應(yīng)速度快，而且所需電壓較低，遠低于液晶調(diào)光玻璃所需電壓；本發(fā)明所述智能玻璃具有雙穩(wěn)態(tài)性能，除去電壓后，所述顆粒6的直行排列的狀態(tài)可以在一段時間內(nèi)繼續(xù)保持，可以減少能耗；本發(fā)明所述智能玻璃對導(dǎo)航和通訊等系統(tǒng)沒有干擾，智能玻璃的制備過程簡單且成本低廉；本發(fā)明所述智能玻璃的制備過程安全便捷，易于操作，便于實施且原材料成本低廉；本發(fā)明所述智能玻璃可以用于高檔賓館、別墅、寫字樓、辦公樓、浴室門窗、廚房門窗、溫室等眾多領(lǐng)域；本發(fā)明所述智能玻璃具