محققان روشی برای مطالعه فرآیندهای شیمیایی در نانوذرات ارائه کردند. آن‌ها با استفاده از این روش به مطالعه شیشه‌های هوشمند و نقش نانوذرات در بهبود عملکرد این شیشه‌ها پرداختند.
ارتقاء شیشه‌های هوشمند با استفاده از نانوذرات
پژوهشگران در حال مطالعه روی نانوذرات اکسید تنگستن و خواص الکتروکرومیک آن هستند. محققان موفق شدند با مطالعه عملکرد شیشه‌های هوشمند در مقیاس نانومتری، بهبود قابل توجهی در سرعت و دوام این شیشه‌ها ایجاد کنند. شیشه‌های هوشمند، محصولاتی با کارایی انرژی بالا هستند که در پنجره خودروها، ساختمان‌ها و هواپیماها استفاده می‌شوند. این شیشه‌ها با یک سوئیچ ساده می‌توانند از حالت مات به شفاف درآیند.
اما سرعت تغییر وضعیت این شیشه‌ها اهمیت زیادی دارد، در حال حاضر برای اینکه شیشه از حالت شفاف به تاریک برسد چند دقیقه وقت نیاز دارد و بعد از چند بار تغییر وضعیت، کیفیت شیشه دچار افت می‌شود.
محققان دانشگاه ایالتی کلرادو موفق به دستاوردهایی برای بهبود کیفیت و سرعت شدند. نتایج این پروژه در مجله Proceedings of the National Academy of Sciences به چاپ رسیده است.
در این پروژه محققان از ویژگی الکتروکرومیک استفاده کردند که در آن با اعمال ولتاژ یون‌های لیتیم از فیلم نازکی از جنس اکسید تنگستن خارج می‌شوند یا به آن وارد می‌شوند.
در شیشه‌های هوشمند رایج، معمولا ۱۲ دقیقه زمان نیاز است تا شیشه از حالت شفاف به مات تغییر وضعیت دهد اما استفاده از نانوذرات اکسید تنگستن می‌تواند چهار برابر سرعت را افزایش دهد.
برای بررسی دلیل زوال عملکرد این شیشه‌های هوشمند، محققان از میکروسکوپ الکترونی عبوری میدان روشن استفاده کردند تا جذب نور را از نانوذرات اکسید تنگستن مشاهده کنند. آن‌ها دریافتند که به دام افتادن نانوذرات و تجمع آن موجب تضعیف عملکرد شیشه می‌شود. در نتیجه راهکاری برای پخش شدن نانوذرات ارائه کردند که زوال عملکرد را به حداقل می‌رساند.
این گروه از روشی برای تصویربرداری استفاده کردند که می‌تواند ارتباط میان ساختار نانوذرات و خواص الکتروکرومیک را مشخص کند. این فناوری را می‌توان برای بهبود حسگرها، خازن‌ها، پیل‌های سوختی و باتری‌ها مورداستفاده قرار داد.
محققان این پروژه روش جدیدی برای مطالعه واکنش‌های شیمیایی در نانوذرات ارائه کردند که از آن می‌توان به‌عنوان ابزاری جدید برای فرآیندهای مختلف در فناوری‌های مرتبط با انرژی استفاده کرد.
