На вокны прыпадае 60% страт энергіі ў будынках.У спякотнае надвор'е вокны абаграваюцца звонку, выпраменьваючы цеплавую энергію ў будынак.Калі на вуліцы холадна, вокны награваюцца знутры і выпраменьваюць цяпло ў вонкавае асяроддзе.Гэты працэс называецца радыяцыйным астуджэннем.Гэта азначае, што вокны неэфектыўныя для падтрымання цяпла або прахалоды ў будынку, наколькі гэта неабходна.

Ці магчыма распрацаваць шкло, якое можа самастойна ўключаць або выключаць гэты радыяцыйны астуджальны эфект у залежнасці ад тэмпературы?Адказ так.

Закон Відэмана-Франца сцвярджае, што чым лепш электраправоднасць матэрыялу, тым лепш цеплаправоднасць.Аднак выключэннем з'яўляецца матэрыял дыяксід ванадыя, які не падпарадкоўваецца гэтаму закону.

Даследчыкі дадалі да аднаго боку шкла тонкі пласт дыяксіду ванадыя, злучэння, якое з ізалятара становіцца правадніком пры тэмпературы каля 68 °C.Дыяксід ванадыя (VO2)з'яўляецца функцыянальным матэрыялам з тыповымі ўласцівасцямі тэрмічнага фазавага пераходу.Яго марфалогію можна пераўтварыць у ізалятар і метал.Ён паводзіць сябе як ізалятар пры пакаёвай тэмпературы і як металічны праваднік пры тэмпературы вышэй за 68°C.Гэта звязана з тым, што яго атамная структура можа трансфармавацца з крышталічнай структуры пры пакаёвай тэмпературы ў металічную структуру пры тэмпературах вышэй за 68°C, і пераход адбываецца менш чым за 1 нанасекунду, што з'яўляецца перавагай для электронных прыкладанняў.Звязаныя даследаванні прымусілі многіх людзей паверыць, што дыяксід ванадыя можа стаць рэвалюцыйным матэрыялам для будучай электроннай прамысловасці.

Даследчыкі са швейцарскага універсітэта павялічылі тэмпературу фазавага пераходу дыяксіду ванадыя вышэй за 100°C, дадаўшы ў плёнку дыяксіду ванадыя германій, рэдкі металічны матэрыял.Яны здзейснілі прарыў у радыёчастотных прымяненнях, упершыню выкарыстоўваючы дыяксід ванадыя і тэхналогію пераключэння фазы для стварэння звышкампактных частотных фільтраў з магчымасцю рэгулявання.Гэты новы тып фільтра асабліва падыходзіць для дыяпазону частот, які выкарыстоўваецца сістэмамі касмічнай сувязі.

Акрамя таго, фізічныя ўласцівасці дыяксіду ванадыя, такія як удзельнае супраціўленне і прапусканне інфрачырвонага выпраменьвання, рэзка зменяцца ў працэсе трансфармацыі.Тым не менш, многія прымянення VO2 патрабуюць, каб тэмпература была блізкай да пакаёвай, напрыклад: разумныя вокны, інфрачырвоныя дэтэктары і г.д., а допінг можа эфектыўна зніжаць тэмпературу фазавага пераходу.Легіраванне вальфрамавым элементам у плёнцы VO2 можа знізіць тэмпературу фазавага пераходу плёнкі прыкладна да пакаёвай, таму VO2, легаваны вальфрамам, мае шырокія перспектывы прымянення.

Інжынеры Hongwu Nano выявілі, што тэмпературу фазавага пераходу дыяксіду ванадыя можна рэгуляваць з дапамогай допінгу, напружання, памеру збожжа і г. д. Легіруючымі элементамі могуць быць вальфрам, тантал, ніобій і германій.Легіраванне вальфрамам лічыцца найбольш эфектыўным метадам легіравання і шырока выкарыстоўваецца для рэгулявання тэмпературы фазавага пераходу.Даданне 1% вальфраму можа знізіць тэмпературу фазавага пераходу плёнак дыяксіду ванадыя на 24 °C.

Тэхнічныя характарыстыкі нана-дыяксіду ванадыя ў чыстай фазе і дыяксіду ванадыя, легаванага вальфрамам, якія наша кампанія можа пастаўляць са склада, наступныя:

1. Нанапарашок дыяксіду ванадыя, недапаваны, чыстая фаза, тэмпература фазавага пераходу 68 ℃

2. Дыяксід ванадыя з даданнем 1% вальфраму (W1%-VO2), тэмпература фазавага пераходу складае 43 ℃

3. Дыяксід ванадыя, легіраваны 1,5% вальфрамам (W1,5% -VO2), тэмпература фазавага пераходу складае 32 ℃

4. Дыяксід ванадыя, легіраваны 2% вальфрамам (W2%-VO2), тэмпература фазавага пераходу складае 25 ℃

5. Дыяксід ванадыя, легіраваны 2% вальфрамам (W2%-VO2), тэмпература фазавага пераходу складае 20 ℃

З нецярпеннем чакаючы бліжэйшай будучыні, гэтыя разумныя вокны з дыяксідам ванадыя, легаванага вальфрамам, можна будзе ўсталяваць па ўсім свеце і працаваць круглы год.