“智能玻璃”研究或为燃料电池研发提供新思路

盖世汽车报“智能玻璃”是一种节能产品，可以在汽车、建筑和飞机窗户中找到。然而，智能玻璃通常需要几分钟才能达到深色状态，长时间在明暗之间重复循环也会降低着色质量。据外媒报道，科罗拉多州立大学的化学家提出了纳米级智能玻璃设计方法，以更好地理解智能玻璃在纳米级的工作原理，这可能会提高智能玻璃的变色速度和耐用性。该校研究生Colby Evans和化学系助理教授Justin Sambur研究了“电致变色”智能玻璃，该玻璃通过使用电压驱动锂离子进出氧化钨透明膜来工作。Evans说，“你可以把它想象成一个透视电池。”一块典型的氧化钨智能玻璃面板从透明到完全变色需要7-12分钟。研究人员专注于研究电致变色氧化钨纳米颗粒，其宽度是人类头发的100倍。实验表明，单个纳米粒子的着色速度是由相同粒子组成的薄膜的着色速度的四倍。这是因为薄膜中纳米颗粒之间的界面会捕获锂离子，从而减缓着色行为。随着时间的推移，材料的性能也会下降。为了证明他们的观点，研究人员使用亮场透射显微镜观察了氧化钨纳米颗粒是如何吸收和散射光的。在制作“智能玻璃”样品时，他们不断改变样品中纳米颗粒的数量，观察它们的相互接触以及随着纳米颗粒数量的增加着色行为的变化。然后，他们使用扫描电子显微镜测量纳米颗粒的高分辨率图像，包括长度、宽度和间距，以确定有多少颗粒聚集在一起，有多少颗粒分散等等。根据实验结果，研究人员提出，制造基于纳米颗粒的材料并保持最佳颗粒间距以避免离子捕获，可能会提高智能玻璃的性能。该方法也可用于指导电池、燃料电池、电容器和传感器的应用研究。

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