这个国家公共交通的暖心设计,让三百万网友羡慕不已
2020-09-21 07:32

这个国家公共交通的暖心设计,让三百万网友羡慕不已

本文来自微信公众号:把科学带回家(ID:steamforkids),作者:七君,题图来自:视觉中国


最近有一则短视频在网络上大火,获得了340万的播放。



我们先一起来看看——



原来,一个轻轨列车驶过居民区的时候,车窗玻璃会自动变色,屏蔽居民区的内容,保护居民隐私。网友们为这种细致体贴的设计纷纷点赞。


不过,这是怎么做到的呢?


实际上,这个轻轨是新加坡的武吉班让轻轨。武吉班让轻轨于1999年11月6号开始运营,该线路的列车除了车头的挡风玻璃以外全都可以在靠近政府组屋居民区6米处主动自闭。



为了不扰民,武吉班让轻轨的轮胎还是橡胶做的,噪音更小。除了使用智能玻璃以及减噪橡胶轮胎以外,这个型号的列车还是新加坡首批无人驾驶列车。


而这种可以主动糊化的玻璃叫做智能玻璃。前段时间引起很大争议的东京涉谷区代代木深町小公园的公厕用的也是智能玻璃。不过武吉班让轻轨的历史更悠久,也是世界上最早尝试智能玻璃的公用设施之一。


东京涉谷区代代木深町小公园的智能玻璃公厕


智能玻璃有许多种类。新加坡的武吉班让轻轨使用的是智能玻璃中的较早期的品种电致变色玻璃。


电致变色智能玻璃采用的是电致变色材料。早在19世纪就有人发现了电致变色效应,不过直到20世纪60年代这个现象才被充分地理解。


简单来说,电压可以让电致变色材料发生氧化或还原反应,反应后的材料吸收的光线波段也会发生变化,这就是电致变色的起源。


电致变色材料的美丽颜色。图片来源:georgia tech


许多物质具有电致变色性能,比如一些金属氧化物(如氧化镍)、普鲁士蓝、紫精等等。


紫精这个名字很奇怪,它是一类有机物,特征就是俩环套一起。其中一种被研究得挺多的紫精大家都认识,那就是农药之王、没有特效解药的百草枯。没错,百草枯就具有电致变色性,在适当的条件下通个电能变蓝紫色。王者农药还有这种带电的打法,没想到吧。



大多数电致变色玻璃是一层一层的,用玻璃作为外层基质,中间是透明的电极和电致变色材料。只需要大概1伏的电压,电致变色材料就会变色。



说到这儿你应该明白武吉班让轻轨保护居民隐私的原理了。


当武吉班让轻轨开到居民住宅附近时,轻轨轨道就会发送电磁信号给车厢的控制系统,智能玻璃被施加电压,玻璃变色。当列车驶离这个区域,逆向操作一次,玻璃就会重新变得透明。


武吉班让轻轨玻璃在靠近居民住宅时变色


电致变色玻璃的一个好处在于耗能低。此外一旦变色完成,色泽就可以通过记忆效应保持下去,而几乎不需要继续供电,这是后面要介绍的其他智能玻璃所不具备的。


除了新加坡,德国的城际快车(Intercity Express)也采用电致变色玻璃,将司机的车厢和乘客的车厢隔开。


德国的城际快车 (Intercity Express)的电致变色玻璃。图片来源:Jon Stone


2011年,飞机也首次用上了智能玻璃。波音787和比奇飞机公司所生产的比奇超级空中国王 Air 350i 就采用了能够手调亮度的电致变色玻璃。大家有机会的话可以在这两款飞机上戳舷窗下面的按钮玩一玩。




不过,现在出现了其他品种的智能玻璃。比如,新加坡打算在 Flexity 2 轻轨上采用另一种技术——悬浮粒子(SPD)智能玻璃。


这种智能玻璃也是夹心的,两层玻璃基质之间悬浮着一些黑色的纳米棒槌。在没有施加电压的情况下,这些黑色棒槌是无序排列的,能够挡住大部分光线。



但是在施加电压时,这些黑色棒槌就会对齐,让光愉快通过,这时玻璃看起来就是透明的。


根据 Flexity 2 的制造商庞巴迪的介绍,新的车厢智能玻璃能够阻挡超过99.5%的入射光,相当于同时具有物理防晒和空调的功能。


悬浮粒子(SPD)智能玻璃的遮光效果


另外一种常见的智能玻璃是聚合物分散液晶玻璃(PDLC)


聚合物分散液晶玻璃的原理和悬浮粒子玻璃差不多,不过中间这层是液晶夹心。



没通电的情况下,液晶分子杂乱无章,遮挡光线。通电以后,液晶分子对齐,玻璃就变得透明。但是因为液晶分子的隔热效果不太好,所以这类智能玻璃主要用在室内,大家平时在酒店、银行、办公楼里看到的智能玻璃多数属于这一类。



莫纳什大学的某个阶梯教室就用聚合物分散液晶玻璃当窗帘。


到新加坡的第一天:是不是不应该穿大裤衩站在阳台上,这列车过来怎么脸都吓白了?


本文来自微信公众号:把科学带回家(ID:steamforkids),作者:七君

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