智慧塗料市場將增長 電致變色氧化鎢前景廣泛

智慧時代來臨了，智慧汽車，智慧手機，智慧電器，智慧型機器人,在一個處處皆是智慧化的時代，您是否想過還有智慧塗料?其實這類材料早幾年就已經出現了,它將無聲無息地改變我們的生活。

據瞭解，全球智慧塗料2017年的市場規模為22.557億美元，預計在2018年至2026年的間以20.5％的年複合增長率增長。智慧塗料包括各種納米材料如塗覆有納米鈦的炭黑，有機-無機雜化聚合物，氧化鎢，鋅或鋁等獲得自清潔，耐腐蝕性，顏色轉換等特性，並可以實現較高的不透明度。它們可以滿足未來終端使用行業的不同需求，例如汽車和運輸，建築業，微電子，航空航太和國防，船舶等。

智慧塗料是相對於傳統塗料而言的，根據百度詞條的定義，傳統意義上的塗料一般只具有保護和裝飾性能的塗層材料，通常這些性能是單向的，而“智能塗料”之所以智慧，是因為智慧塗料可以對外部環境的變化以可控的方式進行相應的回饋，產生自我調整的特殊性能，使塗層繼續保持有效。在其中，納米氧化鎢是最常見的智慧塗料的一種類型，它最常見的應用就是電致變色玻璃。在以房地產為主的社會環境下，這種玻璃將創造一片前所未有市場空間。

納米氧化鎢是最常見的一種智慧塗料原材料，它的優勢就是電致變色。除此之外， 三氧化鎢在氣致變色、濾波片、染料敏化等方面也有著廣泛的應用。何為電致變色？電致變色是指材料的光學性能(反射率、透過率、吸收率) 在外加電場作用下發生可逆的、穩定的顏色變化的現象。由於電致變色材料具有變色電壓低、顏色變化多種多樣、節能環保等優點，在智慧窗、汽車防炫目後視鏡、偽裝材料、電致變色織物、資訊儲存和檢測、顯示器等領域有著廣泛的應用前景。

在中鎢線上人員的臺灣之行中，我們就曾參觀過一家專門製造氧化鎢電致變色薄膜的半導體企業，他們目前所建立的生產線投資了近五億新臺幣，產品主要應用於製造智慧變色玻璃，此外也用於製造特殊顯示幕幕，當然技術細節人家不會告訴我們。不過，筆者從自己對氧化鎢電致變色功能有些淺顯的瞭解，還是能說出一二的。

先說三氧化鎢可能電致變的機理：三氧化鎢是一種 n 型半導體材料， 也是一種“d⁰”氧化物，氧化鎢的主體框架均由鎢氧八面體首尾相連構成.，在空間骨架中， 由鎢氧八面體所圍成的孔隙可嵌入尺寸較小的陽離子，形成鎢青銅，氧化鎢與鎢青銅的可逆轉變過程還總伴隨著內部電子的轉移和鎢化合價的改變，從而引發變色反應，實現對透過光的可控調節。

三氧化鎢電致變色玻璃窗主要由透明電極、氧化鎢電致變色薄膜、鋰離子電解液、 離子存儲薄膜、透明電極等五層組成，外加一低壓電源提供驅動電壓，實現該夾層結構的電致變色。那麼這種功能有什麼用？電致變玻璃能自動變色，不再需要掛窗簾，夏季可降溫，冬季可保暖，同時起到改善自然光照程度、防窺，在未來，還可能實現將照射在玻璃上的陽光轉化為電能，滿足家庭部分用電需求。

目前電致變色性能最佳的三氧化鎢是藍色氧化鎢，著色狀態下的氧化鎢呈現深藍色，由於顏色較為柔和且隔光性能較好，適用於日常家居使用。此外，晶態的藍色氧化鎢在變色後對紅外也有較高的反射率。可達到與低輻射玻璃類似的隔熱保溫效果，從而有助於降低室內能耗，而製備氧化鎢膜的方法很多，如熱蒸發、濺射法、溶膠—凝膠，氣相沉積法，各種方法均有優勢和不足，使用較多的是化學氣相沉積法、濺射法，台企所採用的就是濺射法。

但是，氧化鎢並不十全十美，現有氧化鎢電致變色玻璃窗存在迴圈壽命不長、大尺寸玻璃電致變色回應速率慢以及缺乏近紅外調製能力的缺點。所以，大部分的工業製造會通過摻雜其它金屬元素來提升三氧化鎢的電致變性能，例如鈦、鉬、釩及銫。這些元素的摻入，會改變膜層的結晶度、晶粒大小和表面接觸面積，增大離子傳導層與氧化鎢層的接觸面積，從而提高電致變色性能。

目前，在氧化鎢中摻入銫元素是目前已知性能最好的光致變隔熱材料，也可以叫它銫鎢青銅。雖然，這種智慧塗料塗層能夠提供超越美學和保護的附加性能，然而，包括鎢酸銫在內的幾乎所有的多功能智慧塗料都還在高成本的泥濘中掙紮，這是目前智慧塗料市場的制約因素。

• < 上页
• 下页 >