Lorsque la lumière du soleil frappe la surface d'un objet, celui-ci absorbe principalement l'énergie lumineuse proche infrarouge pour augmenter sa température de surface, et l'énergie lumineuse proche infrarouge représente 50 % de l'énergie totale de la lumière solaire. En été, lorsque le soleil brille sur la surface de l'objet, la température de surface peut atteindre 70 ~ 80 ℃. À ce stade, la lumière infrarouge doit être réfléchie pour réduire la température de surface de l’objet ; lorsque la température est basse en hiver, la lumière infrarouge doit être transmise pour conserver la chaleur. Autrement dit, il existe un besoin pour un matériau de contrôle de température intelligent qui puisse réfléchir la lumière infrarouge à haute température, mais transmettre la lumière infrarouge à basse température et transmettre la lumière visible en même temps, de manière à économiser de l'énergie et à protéger l'environnement.
Le dioxyde de vanadium (VO2) est un oxyde ayant une fonction de changement de phase proche de 68°C. Il est concevable que si le matériau en poudre VO2 doté d'une fonction de changement de phase est incorporé au matériau de base, puis mélangé à d'autres pigments et charges, un revêtement composite intelligent de contrôle de température à base de VO2 puisse être réalisé. Une fois la surface de l'objet recouverte de ce type de peinture, lorsque la température interne est basse, la lumière infrarouge peut pénétrer à l'intérieur ; lorsque la température atteint la température de transition de phase critique, un changement de phase se produit, la transmission de la lumière infrarouge diminue et la température interne diminue progressivement ; Lorsque la température descend jusqu'à une certaine température, VO2 subit un changement de phase inverse et la transmission de la lumière infrarouge augmente à nouveau, réalisant ainsi un contrôle intelligent de la température. On peut voir que la clé pour préparer des revêtements intelligents à contrôle de température est de préparer une poudre VO2 avec fonction de changement de phase.
À 68 ℃, VO2 passe rapidement d'une phase monoclinique rutile déformée semi-conductrice, antiferromagnétique et de type MoO2 à basse température à une phase tétragonale métallique, paramagnétique et rutile à haute température, et la liaison covalente interne VV change. Il s'agit d'une liaison métallique. , présentant un état métallique, l'effet de conduction des électrons libres est fortement amélioré et les propriétés optiques changent de manière significative. Lorsque la température est supérieure au point de transition de phase, VO2 est dans un état métallique, la région de la lumière visible reste transparente, la région de la lumière infrarouge est hautement réfléchissante et la partie de la lumière infrarouge du rayonnement solaire est bloquée à l'extérieur et la transmission de la lumière infrarouge est faible ; Lorsque le point change, VO2 est dans un état semi-conducteur et la région allant de la lumière visible à la lumière infrarouge est modérément transparente, permettant à la plupart du rayonnement solaire (y compris la lumière visible et la lumière infrarouge) d'entrer dans la pièce, avec une transmission élevée, et ce changement est réversible.
Pour des applications pratiques, la température de transition de phase de 68°C est encore trop élevée. Comment réduire la température de transition de phase à la température ambiante est un problème qui préoccupe tout le monde. À l’heure actuelle, le dopage est le moyen le plus direct de réduire la température de transition de phase.
À l'heure actuelle, la plupart des méthodes de préparation de VO2 dopé sont un dopage unitaire, c'est-à-dire que seuls le molybdène ou le tungstène sont dopés, et il existe peu de rapports sur le dopage simultané de deux éléments. Le dopage de deux éléments en même temps peut non seulement réduire la température de transition de phase, mais également améliorer d'autres propriétés de la poudre.