Cando a luz solar incide na superficie dun obxecto, o obxecto absorbe principalmente enerxía luminosa do infravermello próximo para aumentar a súa temperatura superficial, e a enerxía luminosa do infravermello próximo representa o 50% da enerxía total da luz solar. No verán, cando o sol brilla na superficie do obxecto, a temperatura da superficie pode alcanzar os 70 ~ 80 ℃. Neste momento, a luz infravermella debe ser reflectida para reducir a temperatura da superficie do obxecto; cando a temperatura é baixa no inverno, hai que transmitir luz infravermella para conservar a calor. É dicir, é necesario un material de control de temperatura intelixente que poida reflectir a luz infravermella a altas temperaturas, pero transmitir luz infravermella a baixas temperaturas e transmitir luz visible ao mesmo tempo, para aforrar enerxía e protexer o medio ambiente.
O dióxido de vanadio (VO2) é un óxido con función de cambio de fase preto de 68 °C. É concebible que se o material en po de VO2 con función de cambio de fase se incorpora ao material base e despois se mestura con outros pigmentos e recheos, pódese facer un revestimento de control de temperatura intelixente composto baseado en VO2. Despois de que a superficie do obxecto estea recuberta con este tipo de pintura, cando a temperatura interna é baixa, a luz infravermella pode entrar no interior; cando a temperatura sobe ata a temperatura de transición de fase crítica, prodúcese un cambio de fase e a transmitancia da luz infravermella diminúe e a temperatura interna diminúe gradualmente; Cando a temperatura cae a unha determinada temperatura, o VO2 sofre un cambio de fase inversa e a transmitancia da luz infravermella aumenta de novo, realizando así un control intelixente da temperatura. Pódese ver que a clave para preparar revestimentos intelixentes de control de temperatura é preparar po de VO2 con función de cambio de fase.
A 68 ℃, o VO2 cambia rapidamente dun semicondutor de baixa temperatura, antiferromagnético e unha fase monoclínica de rutilo distorsionado de tipo MoO2 a unha fase tetragonal metálica, paramagnética e rutilo de alta temperatura, e o enlace covalente VV interno cambia. É un enlace metálico. , presentando un estado metálico, o efecto de condución dos electróns libres realízase drasticamente e as propiedades ópticas cambian significativamente. Cando a temperatura é superior ao punto de transición de fase, o VO2 está nun estado metálico, a rexión de luz visible permanece transparente, a rexión de luz infravermella é altamente reflectiva e a parte da luz infravermella da radiación solar está bloqueada ao aire libre e a transmitancia de a luz infravermella é pequena; Cando o punto cambia, o VO2 está nun estado de semicondutor e a rexión da luz visible á luz infravermella é moderadamente transparente, o que permite que a maior parte da radiación solar (incluída a luz visible e a luz infravermella) entre na sala, cunha alta transmitancia, e este cambio é reversible.
Para aplicacións prácticas, a temperatura de transición de fase de 68 °C aínda é demasiado alta. Como reducir a temperatura de transición de fase á temperatura ambiente é un problema que preocupa a todos. Na actualidade, a forma máis directa de reducir a temperatura de transición de fase é o dopaxe.
Na actualidade, a maioría dos métodos de preparación do VO2 dopado son dopaxe unitario, é dicir, só se dopa molibdeno ou wolframio, e hai poucos informes sobre a dopaxe simultánea de dous elementos. Dopar dous elementos ao mesmo tempo non só pode reducir a temperatura de transición de fase, senón tamén mellorar outras propiedades do po.