坐飞机时，都喜欢能一睹窗外的风景，但那种推拉式的遮光板，用起来挺不方便的。

2011年起，一种能自动调节亮度的窗户逐渐开始流行了。这种窗户能像变色龙一样改变颜色，能按照乘客需要自动调节亮度。

这种新式窗户，无物理遮光板，使窗户更大更美观；它能有效隔离紫外线；在深色模式下，能将99.9999%的太阳光挡住。

这种窗户控光快捷方便，机械故障少，使用寿命长。不仅乘客可用按钮调节，机组人员还可统一控制，这在起飞和降落时非常方便。

那么，这背后是什么科学原理呢？

简单地说，这里使用了一种叫电致变色（Electrochromic）的技术，全名为Electrochromic Dimmable Mirrors（EDM）。其基本原理为，玻璃夹层中的电致变色材料通过电流改变透光度，实现渐变调光。

所谓电致变色材料，即材料的光学属性（反射率、透过率、吸收率等）在外加电场的作用下发生稳定的、可逆的变化的现象，在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。

电致变色材料分为无机电致变色材料和有机电致变色材料。无机电致变色材料的典型包括三氧化钨(WO3)和五氧化二铌(Nb2O5)等，其中三氧化钨类型的材料已经实现产业化。而有机电致变色材料主要有聚噻吩类及其衍生物和紫罗精类等，其中紫罗精类电致变色材料已经被实际应用。

以最典型波音787梦想客机为例，它的所谓“电致变色舷窗”的结构如下图所示，靠近内部是一个防尘板，外部是机身窗结构，二者之间就是核心部分——电致变色板。

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对电致版色板，除两边各一层透明基底透明材料之外，主要由五层薄膜构成，具体为：

1. 透明导电层(如ITO)：作为电极

2. 电致变色层(如WO₃)：氧化还原反应变色

3. 离子导体层(电解质)：离子（如H⁺）迁移

4. 离子存储层(如NiO)：储存离子、平衡电荷

5. 透明导电层(如ITO)：作为电极

其核心部分的结构图如下所示。

当施加正向电压时，离子（如Li⁺）从存储层经电解质迁移至电致变色层，引发还原反应（如WO₃ + Li⁺ + e⁻ → LiWO₃），材料吸收可见光，玻璃变为深色。反之，当反转电压极性时，离子返回存储层，电致变色层恢复透明状态。

通常，电子变色的电压范围为-3V~3V，通过改变材料中的π或d电子的能级诱发电化学反应，导致变色显示特定颜色。通过电压的往复变化，可使电极材料在有色或无色之间变化，或其颜色在两种之间往复变化，或在不同电位下对应不同颜色。

到目前为止，商务客机中，如波音787梦想飞机、空客A350XWB使用了该项技术。一些私人飞机，如湾流G650/G700、庞巴迪环球系列，以及部分新型军用飞机（如F-35 Lightning II）也使用了这种用电致变色技术。

参考文献

袁家虎，《电子纸显示技术》，电子工业出版，2021.4 https://www.mobilityengineeringtech.com/component/content/article/27502-electronically-dimmable-aircraft-windows

来源：物含妙理

编辑：未

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