崔 威 （揚(yáng)州大學(xué)廣陵學(xué)院 225000）

智能變色材料在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

崔 威 （揚(yáng)州大學(xué)廣陵學(xué)院 225000）

隨著近年來(lái)對(duì)智能材料的不斷研究和創(chuàng)新，智能材料逐漸被應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，其已經(jīng)占據(jù)著不可替代的地位。智能變色材料便是智能材料中的一種，它能根據(jù)所處環(huán)境各因素的變化產(chǎn)生“響應(yīng)”，并且顏色豐富能動(dòng)態(tài)變化，具有極強(qiáng)的裝飾性和創(chuàng)新性。本論文主要對(duì)智能變色材料在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行研究和分析，并試圖給室內(nèi)空間帶來(lái)傳統(tǒng)裝飾材料所不具備的新功能及更強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，以提高人們的生活品質(zhì)。

智能材料；智能變色材料；室內(nèi)設(shè)計(jì)

生活中大部分傳統(tǒng)裝飾材料只具有一定的保護(hù)性能、裝飾性能及其它用于特殊目的性能，大都是單方面的，不能根據(jù)所處環(huán)境的變化產(chǎn)生自身的反應(yīng)，從而也不具備“智能”的意義?？萍及l(fā)展將智能材料推向了各個(gè)領(lǐng)域，不同的智能材料能根據(jù)所處環(huán)境中不同因素的變化產(chǎn)生自身的響應(yīng)，智能變色材料便能在光線、溫度、電及濕度等等環(huán)境因素的變化中產(chǎn)生色變，而這些功能可能就是室內(nèi)空間所需要但傳統(tǒng)裝飾材料不能提供的。

一、智能變色材料的定義和優(yōu)勢(shì)

1.智能變色材料的定義

變色現(xiàn)象是指物質(zhì)在外界環(huán)境作用下而產(chǎn)生的一種對(duì)光反應(yīng)的改變。在外界激發(fā)源的作用下，一種物質(zhì)或一個(gè)體系發(fā)生顏色明顯變化的現(xiàn)象稱為變色性。在氣體、液體或固體中都可以觀察到變色性，外界激發(fā)源可以是光、電、熱和壓力等。利用材料的變色性做成的器件稱為變色材料。按材料受到的刺激方式來(lái)分，主要有4類：光致變色，熱致變色，電致變色和其它變色。

光致變色現(xiàn)象是指一個(gè)化合物A在受到一定波長(zhǎng)的光輻照下，可進(jìn)行特定的化學(xué)反應(yīng)，獲得產(chǎn)物B，由于結(jié)構(gòu)的改變導(dǎo)致其吸收光譜發(fā)生明顯的變化，而在另一波長(zhǎng)的光照射下或熱的作用下，又能恢復(fù)到原來(lái)的形式。這種在光的作用下能發(fā)生可逆顏色變化的化合物，稱為光致變色化合物。

電致變色是指在電流或電場(chǎng)的作用下，材料發(fā)生光吸收或光散射，從而導(dǎo)致顏色產(chǎn)生可逆變化的現(xiàn)象。

熱致變色是指一些化合物和混合物在受熱或冷卻時(shí)可見(jiàn)吸收光譜發(fā)生變化的性質(zhì)；熱致變色材料是由變色物質(zhì)加上其他輔助成分組成的功能材料，具有顏色隨溫度改變的特性。

2.目前智能變色材料的應(yīng)用領(lǐng)域

由于智能變色材料有不同的類型，已經(jīng)被多個(gè)領(lǐng)域所應(yīng)用，如食品包裝、軍事、汽車工業(yè)等等。

在食品包裝上，在2013年最新研發(fā)出一種變色薄膜，這種采用光子凝膠制成的新型模內(nèi)標(biāo)簽，會(huì)在遇到不新鮮的食物所釋放出的化學(xué)物質(zhì)時(shí)變色，所以標(biāo)簽的顏色能提示食品是否變質(zhì)。

在軍事上，對(duì)于飛機(jī)、軍艦、坦克、裝甲車等，用涂敷或摻雜光致變色材料的方法，使其表面具有光致變色功能。在光照下變色，與環(huán)境匹配，變色偽裝已成為視覺(jué)隱身的主要途徑。

在汽車工業(yè)上，感光玻璃吸收紫外線或陽(yáng)光后，而產(chǎn)生顏色的變化，當(dāng)失去紫外線或陽(yáng)光照射時(shí)，根據(jù)車室內(nèi)外溫度即回復(fù)到原來(lái)的顏色。變色后有效防止強(qiáng)烈太陽(yáng)光對(duì)駕駛員的視線刺激，有效保證了駕駛員安全和提高駕駛的舒適性。

3.智能變色材料在室內(nèi)裝飾中的優(yōu)勢(shì)

從以上分析可以看出智能變色材料已在其他領(lǐng)域發(fā)揮了自身特點(diǎn)，筆者認(rèn)為這些優(yōu)點(diǎn)同樣可以應(yīng)用在室內(nèi)設(shè)計(jì)中，大部分傳統(tǒng)的裝飾材料都是單方向的，對(duì)于環(huán)境的變化適應(yīng)性較弱，傳統(tǒng)裝飾材料大都含有工業(yè)化學(xué)元素對(duì)環(huán)境和人體造成很大的損害，并且缺乏和使用者之間的交流。

面對(duì)傳統(tǒng)材料存在的缺點(diǎn)，智能變色材料有著其自身的優(yōu)勢(shì)。其一，現(xiàn)在的智能變色材料基本不含有毒物質(zhì)對(duì)環(huán)境和人體不會(huì)造成污染和損害；其二，它在環(huán)境各個(gè)因素的變化時(shí)自身產(chǎn)生反應(yīng)而變化，在保護(hù)室內(nèi)空間環(huán)境的同時(shí)還能與使用者產(chǎn)生互動(dòng)交流，有一種提示作用；其三，對(duì)空間具有很強(qiáng)的裝飾性，其顏色豐富并且經(jīng)常變化，會(huì)給空間帶來(lái)趣味性和新鮮感；其四，智能變色材料的造價(jià)不比其他優(yōu)質(zhì)材料昂貴，美國(guó)最新發(fā)明的變色薄膜證明了這一點(diǎn)，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Thomas說(shuō)：“我們用這種薄膜覆蓋一個(gè)足球場(chǎng)大小的區(qū)域只需要花費(fèi)大約100美元”。如果能將這些特點(diǎn)在室內(nèi)設(shè)計(jì)中充分發(fā)揮，一定會(huì)大大的提高人們的生活品質(zhì)。

二、智能變色材料在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

1.智能變色材料在室內(nèi)光照中的作用

普通的玻璃、門(mén)窗及透光材料不具備根據(jù)光線或紫外線的強(qiáng)弱自我調(diào)節(jié)的功能，往往導(dǎo)致光線及紫外線過(guò)量照射到室內(nèi)，對(duì)人、家具和其他物品造成破壞，形成光污染；或因?yàn)檎趽跷锿腹庑圆畈荒軡M足光線對(duì)室內(nèi)的照明。

將智能變色材料與玻璃結(jié)合，制成感光變色玻璃，當(dāng)作用在玻璃上的光強(qiáng)、光譜組成、溫度、熱量、電場(chǎng)或電流產(chǎn)生變化時(shí)，玻璃的光學(xué)性能將發(fā)生相應(yīng)的變化，從而使其在部分或全部太陽(yáng)能光譜范圍內(nèi)從一個(gè)高透過(guò)狀態(tài)變?yōu)椴糠址瓷浠蛭諣顟B(tài)，使玻璃發(fā)生變色反應(yīng)，也可根據(jù)需要?jiǎng)討B(tài)地控制穿透玻璃的能量，這就能很好的調(diào)節(jié)室內(nèi)的光照量。

此外，目前已有智能變色材料能與光伏材料相結(jié)合，不但能調(diào)節(jié)室內(nèi)透光量而且能將光能轉(zhuǎn)化為建筑室內(nèi)所需能源做到了節(jié)能，提高了對(duì)自然光線的利用率。

2.智能變色材料在室內(nèi)清潔環(huán)保中的作用

我們生活中常用的傳統(tǒng)裝飾材料都是被動(dòng)的存在于空間內(nèi)，不能根據(jù)室內(nèi)的環(huán)境污染狀況作出相對(duì)的反應(yīng)，導(dǎo)致使用者無(wú)法在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)環(huán)境已被污染。

智能變色材料在室內(nèi)清潔環(huán)保中同樣可以帶來(lái)新功能，在2013年最新研發(fā)出了一種變色薄膜，它是把聚合物結(jié)合到一種自組裝超材料中，在暴露于溶于溶液的離子或大部分環(huán)境中的離子時(shí)，這種材料會(huì)變色。該材料是根據(jù)離子滲入親水層的能力來(lái)改變顏色的。這種微米厚的材料采用名為光子凝膠的疏水性聚苯乙烯和親水性聚2-乙烯基吡啶（P2VP）的納米層制成。光子凝膠比人的頭發(fā)還要細(xì)，而且這種材料的成本極低。

可以將這種材料應(yīng)用在室內(nèi)裝飾中，如廚房和衛(wèi)生間的墻面臺(tái)面等地方，當(dāng)這種材質(zhì)接觸到污染物質(zhì)便會(huì)變色，達(dá)到提醒使用者的目的，同時(shí)會(huì)在遇到不新鮮的食物所釋放出的化學(xué)物質(zhì)時(shí)變色，從而可以判斷食物的新鮮程度。

3.智能變色材料在室內(nèi)安全防范中的作用

傳統(tǒng)材料在面對(duì)安全隱患時(shí)基本沒(méi)有阻止和警報(bào)提示的功能，必須借助其他的防范系統(tǒng)，導(dǎo)致建筑必須在結(jié)構(gòu)和造價(jià)上做出調(diào)整。

熱致變色是智能變色的一種，熱致變色是指一些化合物和混合物在受熱或冷卻時(shí)可見(jiàn)吸收光譜（顏色）發(fā)生變化的性質(zhì)；具有熱致變色特性的物質(zhì)稱為熱致變色材料，熱致變色材料是由變色物質(zhì)加上其他輔助成分組成的功能材料，具有顏色隨溫度改變的特性。具有測(cè)溫的功能，對(duì)室內(nèi)安全起到防范作用。

4.智能變色材料在室內(nèi)空間氛圍和新鮮感的作用

智能變色材料能為室內(nèi)提供良好的裝飾效果，現(xiàn)在新型的光致材料采用了低價(jià)格的聚合物基材料，可以融入到很多的材料當(dāng)中，例如地磚、壁紙、鏡面或者是一些裝飾圖案等，當(dāng)室內(nèi)光線變化的時(shí)候，這些材質(zhì)便會(huì)自行進(jìn)行調(diào)整變色。

光致變色涂料便是一種會(huì)因?yàn)榄h(huán)境中光線強(qiáng)度的變化而使得自身顏色相應(yīng)變化的智能變色材料；當(dāng)季節(jié)變化時(shí)，不同的氣溫也會(huì)使空間中的熱致變色材料呈現(xiàn)出四季分明的色彩；智能變色材料讓空間在環(huán)境因素變化的情況下可自行變換裝飾風(fēng)格，營(yíng)造出不同的氛圍，給人們?cè)鎏砹诵迈r感和趣味性。

三、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)智能變色材料在室內(nèi)設(shè)計(jì)中應(yīng)用的分析和研究，可以得出智能變色材料具有很大的發(fā)展前景和優(yōu)點(diǎn)，可以總結(jié)為以下幾點(diǎn)：1.它在環(huán)境各個(gè)因素的變化時(shí)自身產(chǎn)生反應(yīng)，對(duì)室內(nèi)空間有提示和保護(hù)的作用；2.對(duì)空間具有很強(qiáng)的裝飾性，能營(yíng)造出不同的空間氛圍，增加趣味性和新鮮感；3.現(xiàn)在的智能變色材料基本不含有毒物質(zhì)對(duì)環(huán)境和人體不會(huì)造成污染和損害；4.智能變色材料的造價(jià)不比其他優(yōu)質(zhì)材料昂貴。

在節(jié)能環(huán)保、舒適美觀的新型功能材料成為新的發(fā)展趨勢(shì)的背景下，智能變色材料有著不可代替的作用，而它在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用較之以往一成不變室內(nèi)裝飾有著突破性的意義。

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