除了光致变色、电致变色之外，变色玻璃还有其他若干种类型，本期大课堂将介绍热致变色玻璃的相关知识。
本期大课堂相关知识视频（上）
热致变色玻璃，又叫热敏变色玻璃。是一种能够根据温度变化自动调整透光性的特殊玻璃，起到遮阳隔热、智能调光、节能环保等作用。与电致变色玻璃相比，热致变色玻璃完全依赖室外环境温度的变化来改变玻璃状态，无需消耗电或其他能源。
当外界温度升高到一定阈值时，玻璃会从透明状态转变为不透明或半透明状态，同时产生颜色变化，从而减少太阳光直接照射带来的热量，阻挡紫外线和红外线，同时允许可见光通过。在较冷的环境下，玻璃则能保持透明，允许更多的阳光进入室内，以提供自然光照并帮助室内保温。
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因此，热致变色玻璃的应用展现出一定的地域特色。在气候条件较为极端的情况下，如夏季炎热、冬季寒冷或紫外线辐射强烈的地区，需要更隔热、隔紫外线和保温的玻璃，所以热致变色玻璃的应用更为广泛。阳光房、商业或公共建筑、私人住宅等多种建筑类型的门窗是此类玻璃的主要应用场景，国内也有多个热致变色玻璃应用案例，重庆保税港综合产业孵化楼是全球首个全立面热致调光自动遮阳大楼，江北国际机场T3B航站楼约4000平方米的天窗采用热致变色玻璃。
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重庆保税港综合产业孵化楼
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江北国际机场T3B航站楼天窗
热致变色玻璃的夹层中含有特殊的热致变色材料，如纳米凝胶、二氧化钒等。不同材料在变色原理、色彩呈现、性能特征等方面会有一定区别。
纳米凝胶热致变色玻璃的变色原理主要基于凝胶内部纳米粒子或分子链的温度敏感性。在温度变化时，这些纳米粒子或分子链会发生构象变化或相变，从而改变其对光的吸收、散射或反射特性，导致玻璃颜色的变化。纳米凝胶变色玻璃能够在较宽的温度范围内实现连续的颜色变化，可能展现出从浅蓝、浅灰到深灰、深棕等多种颜色变化，具体取决于凝胶类型、纳米粒子种类和外部环境因素。但由于纳米凝胶特性，此种变色玻璃的颜色变化响应速度可能受到凝胶内部纳米粒子或分子链运动速度的影响。在温度变化时，这些纳米粒子或分子链需要一定的时间来调整其构象或相变状态，从而导致颜色变化的响应速度可能相对较慢。并且，长时间高温、紫外线照射或化学腐蚀可能导致凝胶内部结构的破坏，影响玻璃变色的稳定性。本期大课堂相关知识视频（下）
二氧化钒热致变色玻璃的变色原理则基于其独特的金属-绝缘体转变（MIT）特性。在特定温度下，二氧化钒会伴随着对红外光吸收特性的显著变化，发生从半导体态到金属态的可逆相变。二氧化钒变色玻璃能够在接近室温的范围内实现显著的透光率变化，颜色变化响应速度通常较快。因为其相变过程是一个快速的电子转移过程，可以在很短的时间内完成从半导体态到金属态的转变，从而迅速改变对光的吸收特性。![]()
二氧化钒相变过程示意图
二氧化钒材料还具有较高的化学稳定性和热稳定性，能够长时间保持稳定的变色效果。此种玻璃的颜色变化相对单一，在相变的过程中主要呈现透明或半透明状态与轻微着色（如浅灰或淡蓝）之间的变化，主要影响红外光的透过率。![]()
二氧化钒的相变温度通常较为固定（约68℃左右），难以根据实际需求进行灵活调整，应用场景受到一定限制。热致变色玻璃在材料特性的优化与创新、技术创新与智能化拓展、应用场景的拓展与深化等方面有着较为深远的发展前景。
提高变色性能：科研人员正致力于研发新型的热致变色材料或在现有材料中实现技术突破，通过优化材料的微观结构和化学组成，可以实现更快速、更准确的颜色变化响应，以及更广泛的色彩调节范围。
环保与可持续性：随着环保意识的提高，可回收、可降解的热致变色材料以及低能耗、低污染的制备工艺也成为重要的研究方向。
智能化控制：结合物联网、大数据和人工智能技术，如通过传感器实时监测室内外环境参数（如温度、光照强度等），并根据预设的算法自动调节玻璃的颜色和透明度，以达到最佳的节能效果和舒适度。
定制化设计：通过先进的制造技术，可以根据客户的具体需求，定制出具有独特色彩、图案和纹理的热致变色玻璃。
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同种热致变色玻璃不同温度下的颜色变化
建筑领域：除了传统的节能窗户和幕墙外，还可以应用于建筑外墙、天花板等部位，以实现更全面的节能和舒适效果。随着绿色建筑理念的普及，在这类建筑中应用也将更广泛。
其他领域：因自身的特性和优势，热致变色玻璃还适用于航空航天、船舶、石油化工、机械电子、光学仪器等领域。
相较于前几种类型的变色玻璃，热致变色玻璃有其自身的优势和局限性，在应用场景中应该根据实际情况进行选择。下一期大课堂将继续介绍变色玻璃的更多类型，敬请期待~如果还想了解更多玻璃知识，欢迎评论、留言！
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