科罗拉多州立大学的安妮·曼宁 智能玻璃作为建筑、汽车和飞机的节能产品越来越受欢迎
学分:史蒂文·马尔克斯/科罗拉多州立大学 “智能玻璃”是一种节能产品，出现在汽车、建筑和飞机的新窗户上，一按开关，它就会在透明和有色之间缓慢变化
“慢慢”是关键词；典型的智能玻璃需要几分钟才能达到其变暗状态，随着时间的推移，明暗之间的许多循环往往会降低着色质量
科罗拉多州立大学的化学家设计了一种潜在的重大改进，通过更好地理解玻璃在纳米尺度上是如何工作的，来提高智能玻璃的速度和耐用性
他们在6月3日发表在美国国家科学院学报上的新研究中为智能玻璃提供了一种替代的纳米级设计
该项目最初是作为研究生和第一作者R
科尔比·埃文斯(Colby Evans)的想法——以及对变色材料化学的热情——变成了一项涉及两种显微镜的实验，并招募了几名合作者
埃文斯是由贾斯汀·桑布尔建议的，他是化学系的助理教授，也是这篇论文的资深作者
埃文斯和他的同事们研究的智能玻璃是“电致变色”，它通过使用电压驱动锂离子进出一种叫做氧化钨的透明薄膜来工作
埃文斯说:“你可以把它想象成一个可以看穿的电池。”
典型的氧化钨智能玻璃面板需要7-12分钟才能在透明和有色之间转换
纳米粒子着色更快 研究人员专门研究了电致变色氧化钨纳米粒子，它比人类头发的宽度小100倍
他们的实验表明，单个纳米粒子本身比相同纳米粒子的薄膜着色快四倍
这是因为纳米粒子之间的界面捕获锂离子，减缓了着色行为
随着时间的推移，这些离子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来观察氧化钨纳米粒子是如何吸收和散射光线的
在制作“智能玻璃”样品时，他们改变了样品中纳米粒子的含量，并观察了随着越来越多的纳米粒子相互接触，着色行为的变化
然后，他们使用扫描电子显微镜来获得纳米粒子的长度、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，有多少粒子分散开
基于他们的实验发现，作者提出智能玻璃的性能可以通过制造具有最佳间隔粒子的纳米粒子基材料来改善，以避免离子俘获界面
其他应用 他们的成像技术为纳米粒子结构和电致变色特性之间的关联提供了一种新的方法；智能窗口性能的提高只是可能带来的一个应用
他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
萨姆布尔说:“由于科尔比的工作，我们开发了一种研究纳米粒子化学反应的新方法，我预计我们将利用这种新工具来研究一系列重要能源技术的潜在过程。”
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
