智能玻璃是一種通過(guò)開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)可以在透明和有色之間緩慢變化的節(jié)能產(chǎn)品，近年來(lái)愈受汽車、建筑物和飛機(jī)等領(lǐng)域的歡迎。然而，典型的智能玻璃需要7-12分鐘才能在透明和著色之間轉(zhuǎn)換，且隨著明暗之間的多次循環(huán)，玻璃的著色質(zhì)量也會(huì)逐漸降低。

日前，科羅拉多州立大學(xué)的化學(xué)家們提出一種納米級(jí)電極結(jié)構(gòu)，可以有效改善氧化鎢電致變色智能玻璃的耐用性以及光學(xué)變色速率。相關(guān)研究成果6月3日發(fā)布在美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊上。

納米材料具有提高電致變色智能窗效率，速度和耐用性的巨大潛力。納米三氧化鎢是一種具有催化、隱形、電致變色、氣致變色、光致變色、氣敏、超導(dǎo)等諸多特性的多功能半導(dǎo)體功能材料，在新興智能玻璃領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。研究人員專門研究了電致變色氧化鎢納米粒子，它比人類頭發(fā)的寬度小100倍。

研究人員使用單納米粒子級(jí)電光成像來(lái)測(cè)量電致變色氧化鎢納米棒中的結(jié)構(gòu)-功能關(guān)系，并量化了粒子 -粒子相互作用對(duì)著色動(dòng)力學(xué)和可逆性的影響。實(shí)驗(yàn)表明，單個(gè)納米粒子本身的色調(diào)比相同納米粒子制成的薄膜快4倍，循環(huán)次數(shù)可逆20倍，這是因?yàn)榧{米粒子之間的界面會(huì)捕獲鋰離子，從而減緩過(guò)程。隨著時(shí)間的推移，這些離子阱也會(huì)降低材料的性能。

基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果，研究人員提出通過(guò)制造具有*佳間隔顆粒的納米粒子材料可以改善智能玻璃的性能，以避免離子俘獲界面。

研究人員表示，他們開(kāi)發(fā)了一種研究納米粒子結(jié)構(gòu)和電致變色性質(zhì)的新方法，不僅可以改進(jìn)智能窗戶的性能，還可以應(yīng)用于對(duì)電池、燃料電池、傳感器等重要能源技術(shù)的研究。