新型玻璃薄膜可反射各种波长光线

2010-11-29 11:02 来源: 中国科学院
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  加拿大不列颠哥伦比亚大学成功开发出可反射各种波长光线的玻璃薄膜,使普通透明玻璃能够呈现包括紫外光、红外光以及可见光在内的各种斑斓颜色。研究项目负责人、该大学化学教授马克·麦克马兰表示,该项成果既有助于节约能源,又可美化建筑外观。相关文章发表在最新出版的《自然》杂志上。

  研究团队使用一种被称为纳米晶体纤维素的物质制成了这种玻璃薄膜,这种纳米晶体纤维素是纸浆和纸的主要成分。

  该玻璃薄膜制造工艺由多步骤构成。首先将水、纤维素和硅等物质加以混合,待混合溶液干燥后,纤维素就变为由许多微柱形晶体组成的螺旋状图形。麦克马兰形象地介绍说,想象一下,在一个层面上这些微柱形晶体基本都朝向相同的方向,而在另一个层面上的微柱形晶体布局与之相似,但朝向略有差别,以此类推,每一层微柱形晶体方向都与其紧邻的层面有所不同。然后,研究人员将多层晶体纤维素烧制到一张事先打上微细小孔的玻璃薄膜上,小孔的尺寸与排列同晶体一致。由于这些小孔具有螺旋结构,玻璃薄膜就可反射不同波长的光线,颜色美妙绝伦。

  研究人员表示,玻璃薄膜光线反射“调节”技术类似甲虫翅膀反射出七彩光的原理,产生的光线就像钻石反射出的璀璨光芒。他们可以非常容易地调节玻璃薄膜的反射波长,范围从红外光到可见光直到紫外光。建筑窗户如果覆上该玻璃薄膜,窗户就可以反射红外光,而夏天红外光正是加热建筑的“元凶”。这种玻璃薄膜还能用作墙体涂料,当人们路过时,可以在不同角度看见各种颜色的反射光。

  目前已经成熟的玻璃光反射技术是通过在玻璃中掺入化学物质为玻璃上色而反射光线,但这种方式使建筑内部光线暗淡,需要增加照明;另外,玻璃中掺入的化学物质在阳光的长期照射下会退化失效,而新研发的玻璃薄膜则不存在这些问题。