智慧玻璃是一種通過開關調節可以在透明和有色之間緩慢變化的節能產品，近年來愈受汽車、建築物和飛機等領域的歡迎。然而，典型的智慧玻璃需要7-12分鐘才能在透明和著色之間轉換，且隨著明暗之間的多次迴圈，玻璃的著色品質也會逐漸降低。
日前，科羅拉多州立大學的化學家們提出一種納米級電極結構，可以有效改善氧化鎢電致變色智慧玻璃的耐用性以及光學變色速率。相關研究成果6月3日發佈在美國國家科學院院刊上。
納米材料具有提高電致變色智慧窗效率，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、超導等諸多特性的多功能半導體功能材料，在新興智慧玻璃領域有著重要的應用。研究人員專門研究了電致變色氧化鎢納米粒子，它比人類頭髮的寬度小100倍。
研究人員使用單納米粒子級電光成像來測量電致變色氧化鎢納米棒中的結構-功能關係，並量化了粒子 -粒子相互作用對著色動力學和可逆性的影響。實驗表明，單個納米粒子本身的色調比相同納米粒子製成的薄膜快4倍，迴圈次數可逆20倍，這是因為納米粒子之間的介面會捕獲鋰離子，從而減緩過程。隨著時間的推移，這些離子阱也會降低材料的性能。
基於實驗結果，研究人員提出通過製造具有最佳間隔顆粒的納米粒子材料可以改善智慧玻璃的性能，以避免離子俘獲介面。
研究人員表示，他們開發了一種研究納米粒子結構和電致變色性質的新方法，不僅可以改進智慧窗戶的性能，還可以應用於對電池、燃料電池、感測器等重要能源技術的研究。
