Vinduer bidrager med så meget som 60 % af den energi, der går tabt i bygninger.I varmt vejr opvarmes vinduerne udefra og udstråler termisk energi ind i bygningen.Når det er koldt udenfor, varmes vinduerne op indefra, og de udstråler varme til det udvendige miljø.Denne proces kaldes strålingskøling.Det betyder, at vinduer ikke er effektive til at holde bygningen så varm eller kølig, som den skal være.

Kunne det være muligt at udvikle et glas, der kan tænde eller slukke for denne strålingskølende effekt på egen hånd afhængigt af dets temperatur?Svaret er ja.

Wiedemann-Franz-loven siger, at jo bedre materialets elektriske ledningsevne er, jo bedre er varmeledningsevnen.Vanadiumdioxidmateriale er dog en undtagelse, som ikke overholder denne lov.

Forskerne tilføjede et tyndt lag vanadiumdioxid, en forbindelse, der skifter fra en isolator til en leder ved omkring 68°C, til den ene side af glasset.Vanadiumdioxid (VO2)er et funktionelt materiale med typiske termisk inducerede faseovergangsegenskaber.Dens morfologi kan konverteres mellem en isolator og et metal.Den opfører sig som en isolator ved stuetemperatur og som en metalleder ved temperaturer over 68°C.Dette skyldes, at dens atomare struktur kan omdannes fra en stuetemperatur krystalstruktur til en metallisk struktur ved temperaturer over 68°C, og overgangen sker på mindre end 1 nanosekund, hvilket er en fordel for elektroniske applikationer.Relateret forskning har fået mange mennesker til at tro, at vanadiumdioxid kan blive et revolutionerende materiale for fremtidens elektronikindustri.

Forskere ved et schweizisk universitet øgede faseovergangstemperaturen for vanadiumdioxid til over 100°C ved at tilføje germanium, et sjældent metalmateriale, til vanadiumdioxidfilmen.De har gjort et gennembrud inden for RF-applikationer ved at bruge vanadiumdioxid og faseskifte-switchteknologi til at skabe ultrakompakte, afstembare frekvensfiltre for første gang.Denne nye type filter er særligt velegnet til det frekvensområde, der bruges af rumkommunikationssystemer.

Derudover vil de fysiske egenskaber af vanadiumdioxid, såsom resistivitet og infrarød transmittans, ændre sig drastisk under transformationsprocessen.Imidlertid kræver mange anvendelser af VO2, at temperaturen er tæt på stuetemperatur, såsom: smarte vinduer, infrarøde detektorer osv., og doping kan effektivt reducere faseovergangstemperaturen.Doping af wolframelement i VO2-film kan reducere filmens faseovergangstemperatur til omkring stuetemperatur, så wolfram-doteret VO2 har brede anvendelsesmuligheder.

Hongwu Nanos ingeniører fandt ud af, at faseovergangstemperaturen for vanadiumdioxid kan justeres ved doping, stress, kornstørrelse osv. Dopingelementerne kan være wolfram, tantal, niobium og germanium.Wolfram-doping anses for at være den mest effektive dopingmetode og bruges i vid udstrækning til at justere faseovergangstemperaturen.Doping af 1% wolfram kan reducere faseovergangstemperaturen for vanadiumdioxidfilm med 24 °C.

Specifikationerne for renfaset nano-vanadiumdioxid og wolfram-doteret vanadiumdioxid, som vores virksomhed kan levere fra lager, er som følger:

1. Nanovanadiumdioxidpulver, udopet, ren fase, faseovergangstemperatur er 68 ℃

2. Vanadiumdioxid doteret med 1% wolfram (W1%-VO2), faseovergangstemperaturen er 43 ℃

3. Vanadiumdioxid dopet med 1,5% wolfram (W1,5%-VO2), faseovergangstemperaturen er 32℃

4. Vanadiumdioxid doteret med 2% wolfram (W2%-VO2), faseovergangstemperaturen er 25 ℃

5. Vanadiumdioxid dopet med 2% wolfram (W2%-VO2), faseovergangstemperaturen er 20 ℃

Ser frem til den nærmeste fremtid, kan disse smarte vinduer med wolfram-doteret vanadiumdioxid installeres over hele verden og fungere året rundt.