随着时代的发展和科技的进步，在透明玻璃得以大面积普及的同时，变色玻璃已逐渐在人们的日常生活中占据一席之地。在建筑高楼、交通工具等不同场景中，你是否也能看到一些会在不经意间改变颜色的玻璃？这就是“神奇”的变色玻璃。
变色玻璃是什么？
变色玻璃是通过在玻璃中加入特定的材料，或将特定的材料作为两片玻璃的中间层等方式，在光照、温度、电场或电流、表面施压等一定条件下能够改变颜色，当这些条件消失后又能可逆地自动恢复到初始状态的玻璃。
通过不同的变色原理，变色玻璃可大致分为光致变色、电致变色、热致变色、力致变色、气致变色等种类，本期大课堂将介绍光致变色玻璃。
光致变色玻璃
概念与原理
光致变色玻璃又叫光色玻璃，是在适当波长光的辐照下改变其颜色，而移去光源时则恢复其原来颜色的玻璃。
这种玻璃在玻璃原料中加入了光色材料，这些材料具有两种不同的分子或电子结构状态，在可见光区有两种不同的吸收系数。在光的作用下，这些材料可以从一种结构转变到另一种结构，导致颜色的可逆变化。
种类与比较
根据色心（吸收可见光从而显现颜色的部位）和基质玻璃的不同关系，光色玻璃可分为均相型和异相型两种，两种类型的光色玻璃在材料添加、应用领域等方面均有一定区别。
01
均相型光色玻璃
什么是均相？
均相意味着色心与基质玻璃是同相的，即色心是由基质玻璃中的某些元素在特定条件下形成的。这种玻璃在受到特定波长光的照射时，会产生色心并导致着色，而当激活辐射去除后，色心会破坏并恢复透明。这种可逆的变色过程是基于玻璃内部结构的均匀变化，主要通过在基质玻璃中掺加可变价的元素（如铈Ce、铕Eu等）实现颜色可逆变化。
铈（Ce）金属元素粉末
优势
1、因色心均匀分布于整个玻璃体中，所以颜色变化较为均匀。
2、不需要引入额外的光敏晶相物质，所以制作工艺简单的同时成本较低。
3、机械强度、化学稳定性较好，可以长时间反复变色而无疲劳（老化）现象。
不足
1、光色效应相对较弱，无法满足一些需要强烈光色变化的场合。
2、在某些光照不稳定或变化较大的环境中，变色效果可能受到影响，因此应用受到一定限制。
02
异相型光色玻璃
什么是异相？
异相意味着色心与基质玻璃不是同相，既色心是与基质玻璃是不同的光敏晶相物质，色心以微小晶体的形式存在于玻璃中。这种玻璃的变色机制更为复杂，是通过在基质玻璃中加入其他的光敏材料（如卤化银、卤化铜、卤化镉等）并在特定条件下处理，使其在光照下发生光化学反应导致颜色变化。
卤化银光色玻璃
优势
1、相较于均相型光色玻璃，异相型光色玻璃具有更优异的光响应性和可逆性，变色效果可能更显著。
2、某些异相型光色玻璃（如卤化银光色玻璃）因材料本身的感光性较强，所以具有较宽的光响应范围。
不足
应用场景
光色玻璃通常应用于太阳镜片、建筑门窗等场景。应用于太阳眼镜时，在户外阳光的照射下，镜片颜色变深，可有效阻挡紫外线和强光；进入室内或光线较暗的环境，镜片颜色变浅或恢复至透明状态，确保视野清晰。安装于建筑大楼中，可维持室内视野高透性，夏天能降低室内温度，在节能环保的同时降低光污染的发生。
前沿发展
未来，光色玻璃主要沿着材料开发、技术提升、领域扩展的方向继续深化发展。
1
新型光色材料的开发
一方面，针对特定应用需求，如抗辐照、高透光率等，研发具有多功能性、更广泛适用性以及更好性能的新型光色玻璃材料；另一方面，探索新的变色机理和着色中心的形成机制，以开发出变色速度更快、变色幅度更大、稳定性更好的光色玻璃。
2
高精度制造技术的提升
随着光学系统对精度和性能要求的不断提高，需要不断提升相关制造技术，以满足高精度光学元件的需求；同时引入先进的生产设备和工艺，提高制造精度和成品率。
3
应用领域的拓展
光色玻璃在图像记录、全息照相、情报贮存、光记忆显示装置等领域具有潜在的应用价值，需要进一步探索和开发；随着光电技术的不断进步，光色玻璃在光电显示器、光通讯等新兴领域的应用也将逐渐拓展。
下一期大课堂将带来变色玻璃之电致变色玻璃的知识科普，敬请期待！如果还有其他想要了解的玻璃知识，欢迎留言或私信~
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