“智能玻璃，”汽车，建筑物和飞机的较新窗户中发现的能效产品，在透明之间慢慢变化，并在开关的翻转处有色调。
“慢慢地”是手术词;典型的智能玻璃需要几分钟才能达到其变暗状态，并且在光线和黑暗之间的许多周期往往会随着时间的推移降低着色质量。科罗拉多州大学化学家通过提供更好地了解玻璃在纳米级工作的方式来设计对智能玻璃的速度和耐用性的速度和耐用性。
在6月3日发表的一项新研究中，他们为智能玻璃提供了一种替代的纳米级设计国家科学院的诉讼程序。该项目始于研究生和第一作者R. Colby Evans的授予写作练习，其想法 - 以及色彩改变材料化学的激情 - 转变为涉及两种类型的显微镜和征兵的实验。Evans由贾斯汀·桑堡，化学系助理教授建议，撰写本文的高级作者。
所研究的智能玻璃是“电致变色”，它通过使用电压驱动锂离子进出薄，透明膜的薄膜，该纤维玻璃为掺入氧化钨的材料的薄薄膜。“你可以把它当作你可以看到的电池，”埃文斯说。典型的钨氧化物智能玻璃面板需要7-12分钟到透明和着色之间的过渡。
研究人员专门研究了电致变色的氧化钨纳米颗粒，这种纳米颗粒比人类头发的宽度还小100倍。他们的实验显示，单个纳米粒子本身着色的速度是相同纳米粒子薄膜的四倍。这是因为纳米粒子之间的界面捕获了锂离子，减缓了着色行为。随着时间的推移，这些离子陷阱也会降低材料的性能。
为了支持他们的说法，研究人员使用亮场透射显微镜观察氧化钨纳米颗粒如何吸收和散射光。在制作“智能玻璃”样品时，他们改变了在样品中放入多少纳米颗粒材料，并观察随着越来越多的纳米颗粒相互接触，着色行为如何变化。然后，他们使用扫描电子显微镜获得了纳米粒子长度、宽度和间距的高分辨率图像，这样他们就可以知道，例如，有多少粒子聚集在一起，有多少粒子分散在一起。
基于其实验结果，作者提出了通过使纳米粒子的材料具有最佳间隔颗粒，可以提高智能玻璃的性能，以避免离子捕获界面。
它们的成像技术提供了一种相关的纳米粒子结构和电致变色特性的新方法;智能窗口性能的提高只是一个可能导致的应用程序。它们的方法还可以指导电池，燃料电池，电容器和传感器的应用研究。
Sambur说:“多亏Colby的工作，我们已经开发出一种研究纳米颗粒化学反应的新方法，我希望我们能够利用这种新工具来研究广泛的重要能源技术中的基本过程。”
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