展望“智能玻璃”发展前景

从5000多年前古埃及人无意烧制出第一块玻璃以来，在人类的文明发展史中，玻璃就和我们结下了不解之缘。在现代人的日常生活里，玻璃更是不可或缺。放眼我们的周围，玻璃制品的影子处处可见。 说起玻璃，也许我们还知道得不少。原料上，石英砂、纯碱、长石、石灰石，一大堆；品种上，钢化玻璃、中空玻璃、喷砂玻璃、彩绘玻璃，琳琅满目。可是，你知道未来玻璃会是什么样子，你又能想象出未来玻璃的神奇功能吗？ 冬暖夏凉的玻璃 我们或许都有过这样的体验：炎炎夏日，由于玻璃窗的阻隔，射进房间的灼热强光更让人感觉好似闷在蒸笼里，心烦气燥；凛凛严寒，玻璃窗又仿佛一道厚墙，把和煦的阳光挡在了外面，令人感到室内阴寒无比。虽然空调的出现让人们摆脱了酷暑和严寒的侵扰，可它又给现代都市本来就稀缺的电力资源再添重负，电力危机的红色警报在人们的耳边尖锐地响起。能否发明出一种既让人们生活得温暖舒适，又节约能源的新产品呢？科学家们带来了好消息：英国科学家发明出一种能起着空调作用的玻璃，它能平衡温度，让人在室内感到冬暖夏凉。 这种玻璃为何有如此神奇的功力？据科学家透露，它的奇特之处就在于表面涂抹了一种超薄层物质--二氧化钒和钨的混合物。当天气寒冷的时候，二氧化钒能吸收红外线，产生温热效应，从而提高室内温度；相反，窗外温度过高时，两种粘合在一起的物质的分子发生相应变化，反射红外线，从而使室内温度变得凉爽。在这层神秘的涂层中，最有'智能'的核心就是其中所含的2％的钨，它能决定二氧化钒到底是吸热还是散热。 说到这，也许你将要为这种神奇的玻璃心驰神往了吧，可是它现在仍有一些技术'缺陷'，在它的表面有一层看似肮脏的黄棕色薄层，严重影响了其美观。如何中和这种颜色，让它变得洁净，是摆在人们面前的一个难题。不过科学家们对此有乐观的期待，他们预计这种玻璃在5年后可上市，并且售价比现有的普通玻璃高不了多少。 能自我清洁的玻璃 东西用久了都会沾染上灰尘，纵然是表明光滑的玻璃也不例外，天长日久，它也需要人们为之清洁。小件的玻璃器皿脏了洗洗擦擦并不困难，可是擦拭外窗玻璃却是件麻烦的苦差事。特别是高层建筑上大块大块的玻璃，那恐怕还得让专业保洁公司的空中'蜘蛛人'来做清洁，既烦琐又危险。不过，在不久的将来，你就可以把擦拭玻璃窗的不便与危险都统统抛开了，因为美国科学家们已研制出一种叫'莲花'的特殊玻璃，它能够借助自然界的力量自我清洁。 ' 莲花'之所以能给自己'洗澡净身'，就在于它是用一种特殊的技术，加入特殊的成分烧制而成的。一旦污垢附着到'莲花'身上，它的表面就会在阳光的作用下产生具有强氧化能力的电子空穴对。紧接着，电子空穴对又与空气中的氧气和水分子相作用，产生负氧离子和氢氧自由基。在强烈的氧化还原反应中，'莲花'将附在其表面的各种有机物分解为水和二氧化碳。最后，'莲花'又经过雨水的洗礼，涤荡掉从其表面脱落的剩余污垢，洁净的外表再次熠熠生光。 也许有人要担心，由于强烈的氧化还原反应不断进行，'莲花'表面的特殊物质是否会逐渐消失，到时候它是不是又变回普通的玻璃。为此，科研人员解释说，这种特殊物质在整个自我清洁过程中只起催化作用，本身不损失，'莲花'披着的这层外衣永远也不会褪色。 不沾水的玻璃 刚刚说到了能自我清洁的玻璃'莲花'，现在让我们再来认识一种像荷叶般不沾水的玻璃。 说起荷叶，我们可能都不会陌生。夏日里，它就像一支绿箭，笔直地挺出水面；它又像是一位曼妙的凌波仙子，随着清风起舞。可是，你有没有注意到荷叶是滴水不沾的，凡是落到荷叶上的水珠都会顺着它那光滑的叶面滑落下来，这就是人们常说的'荷叶效应'。然而，这个效应在和荷叶一样光滑的玻璃身上却行不通。普通玻璃上如果附有灰尘，当水流过时，尘埃会吸附这些水珠，玻璃面就会沾满水滴。这也是为什么下雨天玻璃窗模糊不清的原因。最近，人们终于发明了一种不沾水的玻璃，玻璃也终于能产生出'荷叶效应'了。 神奇的不沾水玻璃和普通玻璃在构造上并没有太大区别，只是表面多了层高科技的纳米涂层。你可别小看这层薄薄的纳米涂料，它混合了纳米二氧化硅、磷酸钛化合物、氧化锡三种物质，具有超亲水、防静电、防雾、防结露等特性。其中的超亲水特性最令人不可思议，水会始终紧贴玻璃表面流动，遇到尘埃则会把尘埃也一起带走，使得整个玻璃面滴水不沾。 这种玻璃的用途很广，它给人们的日常生活带来许多便利。比如说，司机朋友们就再也不用为下雨天发愁了，因为即使车窗外的雨再大，雨水也会统统顺着玻璃淌下，丝毫不妨碍人们前方的视线。可能等到不沾水玻璃上市的那一天，雨刷器就要被彻底淘汰了。 可代替窗帘的玻璃 你为自己的卧室安装窗玻璃时，都面临过是安装普通透明玻璃还是有色玻璃（或者毛玻璃）这样的两难选择吧。普通玻璃可以让室内光线充沛，阳光灿烂，但是它也让你的生活中的隐私暴露得一览无余；有色玻璃（或者毛玻璃）虽然让你留够了私人空间，但它却有着不透光的缺陷。鱼和熊掌不可兼得，人们往往无可奈何地选择妥协：在窗玻璃后面拉上一道厚重的窗帘！ 也许不久后，这个让你头疼的问题将不复存在--美国科学家正在研发的一种采用电控材料来调整透光率的玻璃会使这个难题迎刃而解。最近的一次展览会上，科学家为我们展示了这种新型玻璃的'人文关怀'：一块亮晶晶的普通玻璃，经过简单的遥控调节，在刹那间就变成了不透明的毛玻璃。 和前面的一些神奇玻璃不同，这种玻璃的奥秘在于它是两块普通玻璃中间加了层通电的液晶分子膜。当没有电流通过薄膜时，液晶分子在自由状态下呈无规律排列，入射光被散射，玻璃变暗；当通电施加磁场后，液晶分子呈垂直排列，允许入射光通过，玻璃便透明起来。也就是说，人们只需通过调整电压的高低来调节玻璃的透光率，从而替代窗帘的开合。 从最初珍稀的佩戴饰品到昂贵的宫廷贡品再到普通的生活用具，玻璃的身价几番起伏，但它一直陪伴着人类走过了上千年的历史长路。进入新世纪，它在我们的生活中再次闪亮，各种各样的'智能玻璃'的出现使它又一次成为人们关注的焦点。'智能玻璃'的身上体现的是人们对更加便利的生活的渴望，延伸的是人们无穷的智慧和非凡的才能。而聪明的读者们，你是不是从这些'智能玻璃'中获得什么启发呢？也许有一天，在你手里，一块更加智能化的玻璃将诞生。