Les finestres aporten fins al 60% de l'energia perduda als edificis. En temps de calor, les finestres s'escalfen des de l'exterior, irradiant energia tèrmica a l'edifici. Quan fa fred a l'exterior, les finestres s'escalfen per dins i irradien calor a l'entorn exterior. Aquest procés s'anomena refredament radiatiu. Això vol dir que les finestres no són efectives per mantenir l'edifici tan calent o fresc com cal.

Podria ser possible desenvolupar un vidre que pugui activar o desactivar aquest efecte de refredament radiatiu per si mateix en funció de la seva temperatura? La resposta és sí.

La llei de Wiedemann-Franz estableix que com millor sigui la conductivitat elèctrica del material, millor serà la conductivitat tèrmica. Tanmateix, el material de diòxid de vanadi és una excepció, que no compleix aquesta llei.

Els investigadors van afegir una fina capa de diòxid de vanadi, un compost que canvia d'aïllant a conductor a uns 68 °C, a un costat del vidre.Diòxid de vanadi (VO2)és un material funcional amb propietats típiques de transició de fase induïdes tèrmicament. La seva morfologia es pot convertir entre un aïllant i un metall. Es comporta com a aïllant a temperatura ambient i com a conductor metàl·lic a temperatures superiors a 68 °C. Això es deu al fet que la seva estructura atòmica es pot transformar d'una estructura de cristall a temperatura ambient a una estructura metàl·lica a temperatures superiors als 68 ° C, i la transició es produeix en menys d'1 nanosegon, la qual cosa és un avantatge per a aplicacions electròniques. La investigació relacionada ha fet creure que el diòxid de vanadi es pot convertir en un material revolucionari per a la futura indústria electrònica.

Investigadors d'una universitat suïssa van augmentar la temperatura de transició de fase del diòxid de vanadi per sobre dels 100 °C afegint germani, un material metàl·lic rar, a la pel·lícula de diòxid de vanadi. Han fet un gran avenç en aplicacions de RF, utilitzant diòxid de vanadi i tecnologia de canvi de fase per crear filtres de freqüència ultracompactes i ajustables per primera vegada. Aquest nou tipus de filtre és especialment adequat per al rang de freqüències utilitzat pels sistemes de comunicació espacial.

A més, les propietats físiques del diòxid de vanadi, com ara la resistivitat i la transmitància infraroja, canviaran dràsticament durant el procés de transformació. Tanmateix, moltes aplicacions de VO2 requereixen que la temperatura estigui a prop de la temperatura ambient, com ara: finestres intel·ligents, detectors d'infrarojos, etc., i el dopatge pot reduir eficaçment la temperatura de transició de fase. El dopatge de l'element de tungstè a la pel·lícula VO2 pot reduir la temperatura de transició de fase de la pel·lícula al voltant de la temperatura ambient, de manera que el VO2 dopat amb tungstè té àmplies perspectives d'aplicació.

Els enginyers de Hongwu Nano van trobar que la temperatura de transició de fase del diòxid de vanadi es pot ajustar mitjançant el dopatge, l'estrès, la mida del gra, etc. Els elements dopants poden ser tungstè, tàntal, niobi i germani. El dopatge de tungstè es considera el mètode de dopatge més eficaç i s'utilitza àmpliament per ajustar la temperatura de transició de fase. Dopar l'1% de tungstè pot reduir la temperatura de transició de fase de les pel·lícules de diòxid de vanadi en 24 °C.

Les especificacions de diòxid de vanadi de nanovanadi en fase pura i diòxid de vanadi dopat amb tungstè que la nostra empresa pot subministrar a partir d'estoc són les següents:

1. Pols de nano diòxid de vanadi, fase pura, no dopada, la temperatura de transició de fase és de 68 ℃

2. Diòxid de vanadi dopat amb un 1% de tungstè (W1%-VO2), la temperatura de transició de fase és de 43 ℃

3. Diòxid de vanadi dopat amb 1,5% de tungstè (W1,5%-VO2), la temperatura de transició de fase és de 32 ℃

4. Diòxid de vanadi dopat amb un 2% de tungstè (W2%-VO2), la temperatura de transició de fase és de 25 ℃

5. Diòxid de vanadi dopat amb tungstè al 2% (W2%-VO2), la temperatura de transició de fase és de 20 ℃

De cara al futur proper, aquestes finestres intel·ligents amb diòxid de vanadi dopat amb tungstè es poden instal·lar a tot el món i funcionar durant tot l'any.