“化学家可以通过在纳米级操纵它来使“智能玻璃”变得更聪明”

智能玻璃是在汽车、建筑物和飞机的新窗户上发现的节能产品，在开关翻转时在透明和有色之间缓慢变化。

缓慢有效的语言。典型的智能玻璃需要几分钟才能进入黑暗状态，但明暗之间的多个循环往往会随着时间的推移而降低着色质量。 科罗拉多州立大学的化学家们通过更好地理解玻璃在纳米尺度上的工作原理，设计了智能玻璃速度和耐久性的潜在巨大改善。

他们在6月3日发表于美国国家科学院院刊的新研究中为智能玻璃提供了另一种纳米级的设计。 这个项目最初是作为研究生和第一作者r. colby evans的资助进行写作练习的，他的想法——对变色材料化学的热情——涉及两种显微镜，成为了招募了几位合作者的实验。 埃文斯是这篇论文的资深作者，化学系助理教授贾斯汀·桑布尔的提案。

evans及其同事研究的智能玻璃是电致变色的，通过电压驱动锂离子进出被称为氧化钨的薄透明薄膜。 可以把它看成是你能看到的电池。 埃文斯说。 典型的氧化钨智能玻璃面板需要7-12分钟才能切换透明和着色。

研究人员专门研究电致变色氧化钨纳米粒子，比人类头发的宽度小100倍。 他们的实验表明，每个纳米粒子本身的色调比同一纳米粒子的膜快4倍。 这是因为锂离子在纳米粒子之间的界面被捕获，着色行为得到了缓和。 随着时间的推移，这些离子阱也会降低材料的性能。

为了支持他们的主张，研究者利用明场透射显微镜注意了氧化钨纳米粒子是如何被吸收，光发生散射的。 制作了样品的智能玻璃，他们改变了放置在样品上的纳米粒子材料的数量，注意了着色行为随着更多纳米粒子的接触而发生的变化。 然后，他们利用扫描电镜得到了纳米粒子长度、宽度、间隔更高分辨率的图像。 这是因为可以识别出有多少粒子凝聚，以及有多少粒子分散。

根据他们的实验结果，作者提出通过制备具有最佳间隔粒子的纳米粒子材料来改善智能玻璃的性能，不形成离子捕获界面。

他们的成像技术提供了纳米粒子结构和电致变色性质的新方法； 智能窗口性能的提高只是一个可能的APP。 他们的做法还可以指导电池、燃料电池、电容器和传感器的应用研究。

为了colby的工作，我们开发了研究纳米粒子中的化学反应的新做法。 sambur说，我们想利用这个新工具研究各种重要能源技术的基本过程。

这篇论文的共同作者包括austin ellingworth，他和拥有薇诺娜州立大学本科生学习经验的克里斯蒂娜·科罗拉多州立大学化学研究生科罗拉多州立大学机械工程系的克里斯托弗r. weinberger教授

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