汽車自誕生之日起,就離不開車用玻璃 。不過,最初的汽車制造商認為汽車玻璃只起到抵御風(fēng)寒 、防止雨水、 塵土的作用 。隨著人們?nèi)找孀非蠛蛷娬{(diào)汽車的主動安全性與美觀,世界上許多玻璃制造廠商加快了對汽車玻璃的開發(fā)步伐,并先后推出了各式各樣的 “智能玻璃”,車用智能玻璃技術(shù)也因此成為一項新的汽車技術(shù)。
豐富多彩的汽車智能玻璃
當我們在普通玻璃表面涂上涂料,或用一些智能材料經(jīng)過夾膠處理后,或者用電子設(shè)備鑲嵌于其中時,普通玻璃就變成了智能玻璃。智能玻璃可以賦予汽車玻璃許多不同的性能,如自清潔窗戶、自修護窗戶、自著色窗戶、自調(diào)光窗戶等。
隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,道路狀況不斷改善,車速日益提高,汽車用玻璃的重要性逐漸持被汽車制造商和用戶所認識,我們的生活中已然充斥著各式各樣、豐富多彩的汽車智能玻璃。
(1)阻光玻璃:這是一種能阻擋太陽光的玻璃。當汽車停在大陽光直接照射下且全部門窗關(guān)閉時, 它能保持車內(nèi)處于正常氣溫狀態(tài)。這種玻璃可阻擋太陽光線能量的84%,從而防止車內(nèi)各種纖維材料和裝飾品褪色。
(2)塑料夾層玻確:這種玻璃粘有一層聚氨酷類塑料,采用先進的夾層玻璃技術(shù)加工并經(jīng)過特殊處理,其強度比普通夾層玻璃大得多。安裝這種玻璃的汽車,盜賊不易破壞。
(3)影像顯示擋風(fēng)破璃:這種玻璃將使用在裝有導(dǎo)航信息系統(tǒng)的轎車上,有關(guān)圖表、資料能從儀表板投影到上面,直接進入駕駛員的視線之內(nèi)。
(4)變色擋風(fēng)玻璃:利用“分區(qū)控制技術(shù)”,實現(xiàn)擋風(fēng)玻璃部分區(qū)域的自動變色,讓變色的區(qū)域恰恰處于駕駛者的視線與太陽之間,并且實現(xiàn)變色區(qū)域自動追蹤太陽功能,隨著車輛的移動而游動,達到只擋太陽不擋路的效果。
(5)智能調(diào)光玻璃:在停車不使用時是不透明的,竊賊即使打開車門也無法將汽車開走,因為玻璃不透明,竊賊看不到前方的路,此時這種調(diào)光玻璃還能起到防盜作用。調(diào)光玻璃主要用于有保密或隱私防護的場所,由其制成的汽車、機車、軍用車等車窗玻璃就像電磁控制的窗簾一樣,在需要遮蔽視線時斷掉電掘,使玻璃處于不透明狀態(tài);在需要采光或透視時合上電源,玻璃就透明了。
作為汽車上必不可少的配件之一,汽車玻璃的形狀、大小及用途都在不斷地變化,這對改進現(xiàn)代汽車的類型和功能提供了有利條件。
新型玻璃——防曬隔熱都有了
智能玻璃的誕生已經(jīng)有段時間了,但是它的價格仍然相當昂貴,以至于通常只有昂貴的汽車才會用它,比如法拉利575MSuper merica。通過循環(huán)增加或除去電荷,它可以在五個色度上進行調(diào)節(jié) 。遺憾的是,盡管大多數(shù)智能玻璃可隔絕導(dǎo)致曬傷的紫外光,但它們?nèi)詿o法隔絕讓人感到熱的近紅外線。
好消息是,不久前,美國德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的Delia Milliron教授與她在McKetta化學(xué)工程系的團隊,開發(fā)出了可同時控制光與熱兩種因素的新型智能玻璃材料,其用途比現(xiàn)在市場上采用了其他技術(shù)的玻璃要多很多,而且價格也能更便宜。這種智能玻璃既能防止駕駛員被曬傷,又能起到隔熱作用,成為炎炎夏日里一款新的汽車神器 。
這種新型玻璃可以選擇性地阻止可見光以及產(chǎn)生熱量的不可見光。其關(guān)鍵技術(shù)在于,它的“框架”是由導(dǎo)電的納米晶體材料制成,并嵌入在玻璃材料中。納米晶體和玻璃材料具有不同的光學(xué)特性,其中當所述材料被電子充電或放電后,材料會發(fā)生改變。納米晶體能夠阻擋近紅外光,也可以根據(jù)需要使其通過,而玻璃材料則可在透明狀態(tài)和阻擋可見光狀態(tài)間進行轉(zhuǎn)換。
當啟用“黑暗模式”的時候,這種電致變色材料可以像百葉窗那樣隔開90%的近紅外線和80%的可見光。而當你想要轉(zhuǎn)成“清涼模式”時(僅隔絕近紅外線),也只需要2分鐘的時間。如果你想要擁 有一扇正常的窗戶,那就把它設(shè)置成允許這兩種光線都通過。與此同時,還有一個概念驗證中的“溫暖模式”,即允許熱量通過以溫暖冬日的室內(nèi),但隔絕強光。
在最新的演示中,Milliron和她的同事發(fā)現(xiàn),將納米晶體按照一個特定的架構(gòu)進行排列,可以讓電子和子離子在玻璃材料和納米晶體之間進行更快地移動,這意味著這種復(fù)合材料可以比以前快得多的速度在不同模式之間切換。他們表示,預(yù)計在2017年將把首款產(chǎn)品推向市場。
未來車用玻璃發(fā)展新方向
對汽車駕駛員而言,汽車玻璃是一個天然的屏障,尤其是擋風(fēng)玻璃,它是駕駛員與車廂外界視覺接觸的媒介,就像人們的眼睛一樣,不僅能夠擋風(fēng)遮雨,保障視線清晰,還能在發(fā)生意外時對駕乘人員起到保護作用。不過很可惜的是,普通的汽車玻璃對導(dǎo)致人變黑和衰老的UVA沒有防護能力 。駕駛員在長年開車過程中,靠近車窗的一邊臉由于受太陽光照射多于另一邊臉,將會加速衰老。
不僅不能防曬,目前市面上的智能玻璃也無法隔絕讓人感到熱的近紅外線。當現(xiàn)代社會里汽車越來越多,停車位越來越少,我們又常常需要把愛車停在露天場地,任憑火熱的太陽暴曬。每每去 取車,都會在打開車門的一瞬間被迎面襲來的熱浪所“震懾”住,這時我們通常要把空調(diào)開到最大,并把車門或車窗全部打開。這既耽誤了時間,又浪費了汽油。
既能防曬,又能隔熱,新型智能玻璃的出現(xiàn),塑造了汽車新形象,為汽車人士帶來了福 音,必將成為未來車用玻璃發(fā)展的新方向。而新型智能玻璃采用的“納米復(fù)合材料”,能阻隔離達90%的近紅外光以及80%的可見光,除了標準的亮暗模式以外,還擁有能夠降溫的特點,加之更加便宜的價格,以及更可靠的制造工藝,這種材料也有望走向主流。