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November 2022

根据需要可自由调控透明与不透明的玻璃

  • 使用UMU的铁轨窗户。通过住宅区附近时窗户会自动调成不透明,起到保护沿线居民隐私的作用。
  • 使用UMU隔开会议室
使用UMU的铁轨窗户。通过住宅区附近时窗户会自动调成不透明,起到保护沿线居民隐私的作用。

日本企业开发的“瞬间调光玻璃”经过不断改良,其用途正在扩大。

使用UMU隔开会议室

调光玻璃是通过控制电源开关瞬间将玻璃切换为透明状态或不透明状态的玻璃。例如,调光玻璃可以兼顾方便确认酒店和一般家庭厕所是否没在使用,以及在使用时可以保护个人的隐私。还可以作为会议室的隔板使用,在没有使用会议室的时候,将玻璃调成透明,可以使办公室成为具有开放感的空间。

在这种调光玻璃的研发领域,日本板硝子株式会社就是引领世界的企业之一。该公司在1987年完推出瞬间调光玻璃“UMU”。

UMU玻璃呈“夹层”结构,最中间的透明膜(UMU膜)分散着液晶*分子的直径为几微米的胶囊,该膜用树脂制的中间膜包裹呈三明治状,最外面贴上两片浮法玻璃**。(参照“图1”)。液晶分子通常沿着胶囊的内壁不规则地排列,但施加电压时,具有沿一定的方向排列的特性。当胶囊内的液晶分子不规则地排列时,照射到液晶分子上的光散射,薄膜呈不透明(乳白色),但如果液晶分子规则排列,则光不散射而直接通过,薄膜变为透明(参照图2)。30多年来一直致力于UMU研究开发的千叶县市原市的日本板硝子Products株式会社***董事矢野佑一如下说明。

“实际上,穿过UMU玻璃薄膜的光量,无论是透明的还是不透明的,在任何状态下都几乎没有变化。不同的地方只是光平行通过还是散射。就和我们看到的白云是一个道理,云是由透明的水珠聚集在一起形成的,而我们看到的云却是白色的,就是因为光在水珠中散射所致。”

瞬间变得透明或不透明的UMU在1987年推出市场时引起了市场的极大关注。但是,开发的道路却是曲折艰难的。夹层玻璃是对两片玻璃施加高温和高压使其粘合在一起制造而成。但是,包含在UMU膜中的液晶对热和压力十分敏感。因此,在使玻璃粘合时,如何将对UMU膜的影响抑制在最小限度是大的课题。另外,制作大尺寸、品质均匀的UMU玻璃膜也是难题。

在克服这些难题后,UMU玻璃终于大功告成。开始生产之初,由于耐久性和成本等原因,目标主要设想用在办公室和宾馆等设施内,但之后品质和成本不断得到改善,可以用在高级轿车的前座和后座的隔板、电车的车窗等建筑物以外的各种场合。

矢野先生表示,“近几年除了把玻璃转换为透明和不透明,对通过玻璃的光进行吸收和反射的研究也在推进中”。如果能够实现对光的反射,透明的玻璃瞬间会变成镜子。调光玻璃的用途将进一步扩大。

图1: UMU的结构
图2: 根据有无电压,UMU膜内液晶分子的变化
瞬间调光玻璃“UMU”不透明(电压关闭) 瞬间调光玻璃“UMU”透明(电压开通)

* 液晶是处于液体和固体(结晶)中间状态的物质。透明、粘性液体状。根据外部电压,分子的排列方式发生变化。
** 浮法玻璃是将熔化的玻璃浮在熔化的锡上制作的“浮法式”板玻璃。
*** 该公司作为专门从事UMU制造、销售的企业,于1997年由日本板硝子创立。