艳阳高照的下午,我们与三两好友结伴出行。途经一座外墙满是玻璃的写字楼时,它反射的阳光狠狠地“袭击”了我们的双眼。在博物馆参观文物时,我们也经常会被展柜玻璃反射的灯光干扰视线。而神奇的减反射玻璃可以给倒影“穿”上隐形衣。
对玻璃表面的单面或双面进行特殊工艺处理,便得到了透光率(透过透明或半透明体的光通量与其入射光通量的百分率)高、反射率低的减反射玻璃(又称低反射玻璃)。根据用途可以分为防眩减反射玻璃和增透减反射玻璃两种。
防眩减反射玻璃可以减轻建筑玻璃幕墙的反射,多被用于户外或强光环境中的显示屏,如广告屏、ATM取款机显示屏、加油机显示屏、汽车后视镜等。
酸蚀法是制作防眩减反射玻璃的方法之一,需要用主要成分为氢氟酸(一种中强酸,为无色、透明、有刺激性气味的液体,易挥发,在空气中冒白烟,腐蚀性强)的蚀刻液对玻璃进行酸蚀,使其表面形成无数微小的蜂窝状空洞。当光照到玻璃表面时,会被这些空洞“抓住”,这不仅降低了眩光,还大大提高了玻璃的透光率——普通采光玻璃的透光率略高于80%,而防眩减反射玻璃的透光率能达到90%左右。
圖为华东理工大学的图文信息中心,玻璃幕墙使用防眩减反射玻璃(供图/赵军)
故宫博物院中展出的《康熙帝万寿庆典图》,全卷长39.39米,其展柜使用了增透减反射玻璃
顾名思义,增透减反射玻璃最重要的作用就是增加光透过玻璃的程度,而这需要在玻璃的表面镀一层折射率极低的膜。这层膜降低了玻璃对光的反射能力,增加了它的透光率,因此增透减反射玻璃多被用于各种仪器的摄像头、高清显示屏和博物馆展柜等。
太阳能板
目前,增透减反射玻璃的镀膜方法被分为物理和化学两类,两种方法各有优劣。物理法的成膜效果更好,但制备工艺复杂,设备价格昂贵;化学法的制备过程相对简单,但用到的化学试剂较危险。
太阳能,又称太阳辐射能,是地球上光和热的源泉,人们利用太阳能板将它转化为电能和热能。太阳能板内部元件众多,需要用玻璃封装在它外面,以减少雨水和灰尘造成的损害,因此,玻璃的透光率是影响太阳能转换效率的重要因素之一。
将蒸发源(如氟化镁一类的晶体)放入真空、极低压的蒸镀室内,对其进行加热,蒸发源表面的原子或分子逐渐逸出,形成蒸汽流,入射到玻璃基片表面,凝结成一层减反射薄膜。
用提拉机将玻璃基片以一定的速度降至溶胶溶液(通常有二氧化硅、二氧化钛、氟化镁溶液等)中浸渍一段时间,再以一定的提拉速度将玻璃提拉上来,使玻璃表面覆上一层溶胶,溶胶经烧结(将玻璃基片置入350~600摄氏度的高温环境内加热)处理后凝结在玻璃表面,形成一层减反射薄膜。
太阳能电池的转换效率每增加1%,发电成本就会降低7%。现有的超白玻璃透光率达91.60%,已经没有多少提高的空间,人们便将目光投向了增透减反射玻璃,它的高透光率可以大大提高太阳能的利用效率。但如何让它更耐磨、生产成本更低、生产效率更高,还是科学家在不断研究的问题。
我们无法想象一个没有玻璃的世界。人们透过玻璃窗观赏美景,点击屏幕了解世界,用天文望远镜观测宇宙。小小的一块玻璃,折射出无限的科学奥秘。
(责任编辑 / 牛一名 美术编辑 /周游)