Τα παράθυρα συμβάλλουν έως και το 60% της ενέργειας που χάνεται στα κτίρια.Σε ζεστό καιρό, τα παράθυρα θερμαίνονται από το εξωτερικό, εκπέμποντας θερμική ενέργεια στο κτίριο.Όταν κάνει κρύο έξω, τα παράθυρα θερμαίνονται από μέσα και εκπέμπουν θερμότητα στο εξωτερικό περιβάλλον.Αυτή η διαδικασία ονομάζεται ψύξη με ακτινοβολία.Αυτό σημαίνει ότι τα παράθυρα δεν είναι αποτελεσματικά στο να διατηρούν το κτίριο τόσο ζεστό ή δροσερό όσο χρειάζεται.

Θα μπορούσε να είναι δυνατό να αναπτυχθεί ένα γυαλί που να μπορεί να ενεργοποιήσει ή να απενεργοποιήσει αυτό το φαινόμενο ψύξης ακτινοβολίας από μόνο του ανάλογα με τη θερμοκρασία του;Η απάντηση είναι ναι.

Ο νόμος Wiedemann-Franz αναφέρει ότι όσο καλύτερη είναι η ηλεκτρική αγωγιμότητα του υλικού, τόσο καλύτερη είναι η θερμική αγωγιμότητα.Ωστόσο, το υλικό διοξειδίου του βαναδίου αποτελεί εξαίρεση, το οποίο δεν υπακούει σε αυτόν τον νόμο.

Οι ερευνητές πρόσθεσαν ένα λεπτό στρώμα διοξειδίου του βαναδίου, μια ένωση που αλλάζει από μονωτή σε αγωγό στους περίπου 68°C, στη μία πλευρά του γυαλιού.Διοξείδιο του βαναδίου (VO2)είναι ένα λειτουργικό υλικό με τυπικές θερμικά επαγόμενες ιδιότητες μετάβασης φάσης.Η μορφολογία του μπορεί να μετατραπεί μεταξύ ενός μονωτή και ενός μετάλλου.Συμπεριφέρεται ως μονωτής σε θερμοκρασία δωματίου και ως μεταλλικός αγωγός σε θερμοκρασίες άνω των 68°C.Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η ατομική του δομή μπορεί να μετατραπεί από κρυσταλλική δομή θερμοκρασίας δωματίου σε μεταλλική δομή σε θερμοκρασίες άνω των 68°C και η μετάβαση γίνεται σε λιγότερο από 1 νανοδευτερόλεπτο, κάτι που αποτελεί πλεονέκτημα για ηλεκτρονικές εφαρμογές.Σχετική έρευνα έχει οδηγήσει πολλούς ανθρώπους να πιστεύουν ότι το διοξείδιο του βαναδίου μπορεί να γίνει ένα επαναστατικό υλικό για τη μελλοντική βιομηχανία ηλεκτρονικών.

Ερευνητές σε ένα ελβετικό πανεπιστήμιο αύξησαν τη θερμοκρασία μετάπτωσης φάσης του διοξειδίου του βαναδίου σε πάνω από 100°C προσθέτοντας γερμάνιο, ένα σπάνιο μεταλλικό υλικό, στο φιλμ διοξειδίου του βαναδίου.Έχουν κάνει μια σημαντική ανακάλυψη στις εφαρμογές ραδιοσυχνοτήτων, χρησιμοποιώντας διοξείδιο του βαναδίου και τεχνολογία μεταγωγής αλλαγής φάσης για να δημιουργήσουν για πρώτη φορά εξαιρετικά συμπαγή, ρυθμιζόμενα φίλτρα συχνότητας.Αυτός ο νέος τύπος φίλτρου είναι ιδιαίτερα κατάλληλος για το εύρος συχνοτήτων που χρησιμοποιείται από συστήματα διαστημικών επικοινωνιών.

Επιπλέον, οι φυσικές ιδιότητες του διοξειδίου του βαναδίου, όπως η ειδική αντίσταση και η υπέρυθρη μετάδοση, θα αλλάξουν δραστικά κατά τη διαδικασία μετασχηματισμού.Ωστόσο, πολλές εφαρμογές του VO2 απαιτούν η θερμοκρασία να είναι κοντά σε θερμοκρασία δωματίου, όπως: έξυπνα παράθυρα, ανιχνευτές υπερύθρων κ.λπ., και το ντόπινγκ μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά τη θερμοκρασία μετάβασης φάσης.Το στοιχείο βολφραμίου ντόπινγκ στο φιλμ VO2 μπορεί να μειώσει τη θερμοκρασία μετάβασης φάσης του φιλμ σε θερμοκρασία δωματίου περίπου, επομένως το VO2 με πρόσμειξη βολφραμίου έχει ευρείες προοπτικές εφαρμογής.

Οι μηχανικοί του Hongwu Nano διαπίστωσαν ότι η θερμοκρασία μετάβασης φάσης του διοξειδίου του βαναδίου μπορεί να ρυθμιστεί με ντόπινγκ, πίεση, μέγεθος κόκκου κ.λπ. Τα στοιχεία ντόπινγκ μπορεί να είναι βολφράμιο, ταντάλιο, νιόβιο και γερμάνιο.Το ντόπινγκ βολφραμίου θεωρείται ως η πιο αποτελεσματική μέθοδος ντόπινγκ και χρησιμοποιείται ευρέως για τη ρύθμιση της θερμοκρασίας μετάβασης φάσης.Το ντόπινγκ βολφραμίου 1% μπορεί να μειώσει τη θερμοκρασία μετάβασης φάσης των μεμβρανών διοξειδίου του βαναδίου κατά 24 °C.

Οι προδιαγραφές καθαρής φάσης νανοδιοξειδίου του βαναδίου και διοξειδίου του βαναδίου με πρόσμειξη βολφραμίου που μπορεί να προμηθεύσει η εταιρεία μας από το απόθεμα είναι οι εξής:

1. Σκόνη νανοδιοξειδίου του βαναδίου, μη ανεπτυγμένη, καθαρή φάση, η θερμοκρασία μετάβασης φάσης είναι 68℃

2. Διοξείδιο βαναδίου εμποτισμένο με βολφράμιο 1% (W1%-VO2), η θερμοκρασία μετάβασης φάσης είναι 43℃

3. Διοξείδιο βαναδίου εμποτισμένο με βολφράμιο 1,5% (W1,5%-VO2), η θερμοκρασία μετάβασης φάσης είναι 32℃

4. Διοξείδιο βαναδίου ντοπαρισμένο με 2% βολφράμιο (W2%-VO2), η θερμοκρασία μετάβασης φάσης είναι 25℃

5. Διοξείδιο βαναδίου ντοπαρισμένο με 2% βολφράμιο (W2%-VO2), η θερμοκρασία μετάβασης φάσης είναι 20℃

Προσβλέποντας στο εγγύς μέλλον, αυτά τα έξυπνα παράθυρα με διοξείδιο του βαναδίου με πρόσμειξη βολφραμίου μπορούν να εγκατασταθούν σε όλο τον κόσμο και να λειτουργήσουν όλο το χρόνο.