Az ablakok az épületek energiaveszteségének 60%-át teszik ki.Meleg időben az ablakok kívülről fűtenek, hőenergiát sugározva az épületbe.Ha kint hideg van, az ablakok belülről felmelegszenek, és hőt sugároznak a külső környezetbe.Ezt a folyamatot sugárzó hűtésnek nevezik.Ez azt jelenti, hogy az ablakok nem tartják hatékonyan az épületet olyan melegen vagy hűvösen, amennyire szüksége van.

Lehetséges-e olyan üveget kifejleszteni, amely a hőmérsékletétől függően képes önmagában be- vagy kikapcsolni ezt a sugárzó hűtőhatást?A válasz igen.

A Wiedemann-Franz törvény kimondja, hogy minél jobb az anyag elektromos vezetőképessége, annál jobb a hővezető képessége.A vanádium-dioxid azonban kivétel, amely nem tartja be ezt a törvényt.

A kutatók vékony réteg vanádium-dioxidot adtak az üveg egyik oldalához, amely 68 °C körüli hőmérsékleten szigetelőből vezetővé változik.Vanádium-dioxid (VO2)egy funkcionális anyag, jellegzetes termikusan indukált fázisátalakulási tulajdonságokkal.Morfológiája átalakítható szigetelő és fém között.Szobahőmérsékleten szigetelőként, 68°C feletti hőmérsékleten pedig fémvezetőként viselkedik.Ennek oka, hogy atomi szerkezete szobahőmérsékletű kristályszerkezetből 68°C feletti hőmérsékleten fémes szerkezetté alakítható, és az átmenet kevesebb, mint 1 nanoszekundum alatt megy végbe, ami előnyt jelent az elektronikai alkalmazásoknál.A kapcsolódó kutatások sok embert elhitetettek vele, hogy a vanádium-dioxid a jövő elektronikai iparának forradalmi anyagává válhat.

Egy svájci egyetem kutatói 100 °C fölé emelték a vanádium-dioxid fázisátalakulási hőmérsékletét azáltal, hogy germániumot, egy ritka fémanyagot adtak a vanádium-dioxid filmhez.Áttörést értek el a rádiófrekvenciás alkalmazásokban: vanádium-dioxidot és fázisváltós kapcsolási technológiát használva először hoztak létre ultrakompakt, hangolható frekvenciaszűrőket.Ez az új típusú szűrő különösen alkalmas az űrkommunikációs rendszerek által használt frekvenciatartományra.

Ezenkívül a vanádium-dioxid fizikai tulajdonságai, mint például az ellenállás és az infravörös áteresztőképesség, drasztikusan megváltoznak az átalakulási folyamat során.A VO2 számos alkalmazása azonban megköveteli, hogy a hőmérséklet közel szobahőmérséklet legyen, például: intelligens ablakok, infravörös detektorok stb., és a dopping hatékonyan csökkentheti a fázisátalakulási hőmérsékletet.A volfrámelem adalékolása a VO2 fóliában csökkentheti a fólia fázisátalakulási hőmérsékletét szobahőmérséklet körülire, így a volfrámdal adalékolt VO2 széles körű alkalmazási kilátásokkal rendelkezik.

A Hongwu Nano mérnökei megállapították, hogy a vanádium-dioxid fázisátalakulási hőmérséklete beállítható doppingolással, feszültséggel, szemcsemérettel stb. Az adalékanyagok volfrám, tantál, nióbium és germánium lehet.A volfrám adalékolást a leghatékonyabb adalékolási módszernek tekintik, és széles körben használják a fázisátalakulási hőmérséklet beállítására.Az 1%-os volfrám adalékolása 24 °C-kal csökkentheti a vanádium-dioxid filmek fázisátalakulási hőmérsékletét.

A tiszta fázisú nano-vanádium-dioxid és a wolframmal adalékolt vanádium-dioxid specifikációi, amelyeket cégünk raktárról tud szállítani, a következők:

1. Nano-vanádium-dioxid por, adalékolatlan, tiszta fázis, fázisátalakulási hőmérséklet 68 ℃

2. Vanádium-dioxid 1% volfrámmal (W1%-VO2) adalékolva, a fázisátalakulási hőmérséklet 43 ℃

3. Vanádium-dioxid 1,5% volfrámmal adalékolt (W1,5% VO2), a fázisátalakulási hőmérséklet 32 ​​℃

4. Vanádium-dioxid 2% volfrámmal adalékolt (W2%-VO2), a fázisátalakulási hőmérséklet 25 ℃

5. Vanádium-dioxid 2% volfrámmal (W2%-VO2) adalékolva, a fázisátalakulási hőmérséklet 20 ℃

A közeljövőt tekintve ezek a wolframmal adalékolt vanádium-dioxiddal ellátott intelligens ablakok a világ minden táján beépíthetők, és egész évben működnek.