2.太阳红外线对汽车驾乘人员的影响
与太阳光中其他射线相比,人们对红外线的影响认识并不充分,很多观念仅仅停留在夏季致热导致驾乘舒适度降低和油耗增加的水平。其实红外线对驾乘者的主要影响还包括行车安全和健康等方面。
(1)舒适度及行车安全方面的影响
在炎热的夏季,如果人体皮肤暴露在太阳直射下1520 min,温度可升高至40~43℃,而这些热量主要是来自红外线辐射能转换成的热能。驾乘舒适度不仅仅影响驾乘者的感觉,而且也影响行车安全。根据VOLVO汽车公司的研究,车内温度由21℃提高到27℃时,驾驶者高温下犯错误的几率提高50%,反映时间减缓22%,车内温度对驾驶者的精神状态有极大的影响,由此可见驾乘舒适度对于安全行车的重要性。
(2)对驾乘人员的健康影响
太阳红外线对驾乘者的健康有着双方面的影响。红外线光辐射和热作为皮肤日常主要的环境因素,可诱导皮肤多个组分发生变化。直接影响主要体现在以下2方面:一方面是在皮肤老化方面对弹性蛋白和胶原蛋白的影响,另一方面是在人体关节方面对纤钻蛋白、硫酸软骨素等也具有显著调节作用。还有间接影响,例如对保湿抗衰老作用强大的透明质酸,和以抗炎效能著称的硫酸皮肤素等这类氨基葡聚糖也有所影响。这些效应使得皮肤真皮层结构发生明显改变:一方面其危害性是能加速光老化进程,另一方面又有触发潜在保护机制延迟皮肤老化,故其在皮肤老化方面具有双面性。但是,研究也表明,过多的太阳红外线辐射会大大增加皮肤损伤和老化的发生几率,这对于长时间驾乘者来说,其危害性无疑是主要影响。
(3)隔热膜对红外线的光控现实意义
基于以上太阳红外线特点,汽车隔热膜对红外线的光控现实意义是有效阻隔太阳辐射的热量,从而达到提高驾乘舒适度和行车安全性、保护驾乘人员健康并降低汽车能耗的目的。
3.汽车隔热膜阻隔红外线原理
为实现对太阳红外线有效隔绝的目的,汽车隔热膜产品实际上是在薄膜基材上通过一定的涂布和镀膜工艺制备一层或多层对红外线有光控作用的薄膜,依据隔绝原理进行区分,目前主要有反射型和吸收型两类(表1)。
(1)红外线反射型汽车隔热膜技术
用反射的方法阻隔红外线,目前应用在汽车隔热膜上的技术主要有陶瓷膜、金属膜(或金属复合膜)以及全介质多层膜。
陶瓷膜用膜材料主要是具有可见光高透过率、红外线高反射率的陶瓷粒子,特别是纳米级别的陶瓷粒子是1种自由电子气模材料。由于纳米固体中的原子排列既不同于长程有序的晶体,也不同于长程无序、短程有序的“气体状”固体结构,是1种介于固体和分子间的亚稳中间态物质。因此有人把纳米材料称之为晶态、非晶态之外的“第三态晶体材料”,其物理及化学特性与传统物资呈现出特殊性,例如纳米级别的陶瓷粒子却又呈现出部分的金属性,对部分太阳光的反射率甚至超过金属粒子。目前研究最多的陶瓷膜有氧化锢锡(ITO)、氧化锡锑(ATO)和氮化钦(TiNx)等。这些都是优良的红外线屏蔽材料,某些薄膜的性能在满足可见光透过率超过80%的条件下,在近红外区的反射率超过60%。