光 變 色 材 料 領 域 先 行 者
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1964年美國發明光致變色玻璃。中國有多家生產變色玻璃鏡片毛坯,1988年,中國變色鏡片的生產能力達2300萬副。
變色鏡片含有鹵化銀(氯化銀、溴化銀)微晶,當受到紫外線或短波可見光等激活光照射時,鹵素離子放出電子,該電子被銀離子捕獲,發生下列反應:無色的鹵化銀分解為不透明的銀原子和透明的鹵素原子,銀原子吸收光線使鏡片透光率降低。由于變色鏡片中的鹵素不會逸失,所以能發生可逆反應。激活光移走后,銀與鹵素進行再結合,使鏡片恢復到原來的透明無色或淺色調狀態。變色鏡片的鹵化銀微晶粒子含量約為4×1015個/cm3,直徑約為80~150┱,粒子之間的平均距離約為600┱。變色性能變色鏡片的光致變色性能用暗化-復明特性曲線描述(見圖)。TO是變色鏡片玻璃曝光前的原始透過率,TD是變色鏡片在5×104lx氙燈光源照射15分鐘后,在550nm波長的透光率;THF是半復明時間,即停照后變色鏡片的透過率恢復到所需的時間。好的變色鏡片應該透明,不含乳化色澤,半復明時間短,復明快。無基色的變色鏡片原始透過率高達90%左右。有基色的變色鏡片原始透過率可低至60~70%。一般太陽鏡型變色鏡片光照變色后的透過率降低到20~30%。舒適型的變色鏡片變色較淺,光照變色后的透過率40~50%左右。
含有溴化銀(或氯化銀)和微量氧化銅的玻璃是一種變色玻璃。當受到太陽光或紫外線的照射時,其中的溴化銀發生分解,產生銀原子(AgBr==Ag+Br)。銀原子能吸引可見光,當銀原子聚集到一定數量時,射在玻璃上的光大部分被吸收,原來無色透明的玻璃這時就會變成灰黑色。當把變色后的玻璃放到暗處時,在氧化銅的催化作用下,銀原子和溴原子又會結合成溴化銀(Ag+Br==AgBr),因為銀離子不吸收可見光,于是玻璃又會變成無色透明。這就是變色玻璃變色的基本原理。
在變色眼鏡的玻璃里,有和感光膠片的曝光成像十分相似的變化過程。鹵化銀見光分解,變成許許多多黑色的銀微粒,均勻地分布在玻璃里,玻璃鏡片因此顯得暗淡,阻擋光線通行,這就是黑眼鏡。但是,和感光膠片上的情況不一樣,鹵化銀分解后生成的銀原子和鹵素原子,依舊緊緊地挨在一起。當回到稍暗一點的地方,在氧化銅催化劑的促進下,銀和鹵素重新化合,生成鹵化銀,玻璃鏡片又變得透明起來。
如果把窗玻璃都換上光致變色玻璃,晴天時,太陽光射不到房間里來;陰天或者早晨、黃昏時,室外的光線不被遮擋,室內依然亮堂堂的。這就仿佛扇扇窗戶掛上了自動遮陽窗簾。在一些高級旅館、飯店里,已經安上了變色玻璃。汽車的駕駛室和游覽車的窗口裝上這種光致變色玻璃,在直射的陽光下,連變色眼鏡都不用戴,車廂里一直保持柔和的光線,避免了日光耀眼和暴曬。
用變色玻璃制作窗玻璃,可使烈日下透過的光線變得柔和且有陰涼之感。變色玻璃也可用于制作太陽鏡片。 由此就成了變色眼鏡。
復制成功
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