Okna odpowiadają za aż 60% energii traconej w budynkach. W czasie upałów okna nagrzewają się od zewnątrz, emitując energię cieplną do wnętrza budynku. Gdy na zewnątrz jest zimno, okna nagrzewają się od wewnątrz i oddają ciepło na zewnątrz. Proces ten nazywany jest chłodzeniem radiacyjnym. Oznacza to, że okna nie są skuteczne w utrzymywaniu w budynku odpowiedniego ciepła lub chłodu.

Czy byłoby możliwe opracowanie szkła, które samoczynnie włączałoby lub wyłączało efekt chłodzenia radiacyjnego w zależności od jego temperatury? Odpowiedź brzmi: tak.

Prawo Wiedemanna-Franza mówi, że im lepsza przewodność elektryczna materiału, tym lepsza przewodność cieplna. Jednakże materiał z dwutlenku wanadu jest wyjątkiem, który nie przestrzega tego prawa.

Naukowcy dodali na jedną stronę szkła cienką warstwę dwutlenku wanadu – związku, który zmienia się z izolatora w przewodnik w temperaturze około 68°C.Dwutlenek wanadu (VO2)jest materiałem funkcjonalnym o typowych właściwościach przejścia fazowego indukowanego termicznie. Jego morfologię można przekształcić między izolatorem a metalem. Zachowuje się jak izolator w temperaturze pokojowej i jak metalowy przewodnik w temperaturach powyżej 68°C. Wynika to z faktu, że jego strukturę atomową można przekształcić ze struktury krystalicznej o temperaturze pokojowej do struktury metalicznej w temperaturach powyżej 68°C, a przejście następuje w czasie krótszym niż 1 nanosekunda, co jest zaletą w zastosowaniach elektronicznych. Powiązane badania utwierdziły wiele osób w przekonaniu, że dwutlenek wanadu może stać się rewolucyjnym materiałem dla przyszłego przemysłu elektronicznego.

Naukowcy ze szwajcarskiego uniwersytetu podnieśli temperaturę przejścia fazowego dwutlenku wanadu do ponad 100°C, dodając german, rzadki metal, do warstwy dwutlenku wanadu. Dokonali przełomu w zastosowaniach RF, wykorzystując dwutlenek wanadu i technologię przełączania fazy, aby po raz pierwszy stworzyć ultrakompaktowe, przestrajalne filtry częstotliwości. Ten nowy typ filtra jest szczególnie odpowiedni dla zakresu częstotliwości wykorzystywanego przez systemy komunikacji kosmicznej.

Ponadto właściwości fizyczne dwutlenku wanadu, takie jak rezystywność i przepuszczalność podczerwieni, ulegną drastycznej zmianie podczas procesu transformacji. Jednak wiele zastosowań VO2 wymaga temperatury zbliżonej do temperatury pokojowej, np.: inteligentne okna, detektory podczerwieni itp., a domieszkowanie może skutecznie obniżyć temperaturę przejścia fazowego. Domieszkowany pierwiastek wolframowy w folii VO2 może obniżyć temperaturę przejścia fazowego folii do temperatury zbliżonej do temperatury pokojowej, dlatego VO2 domieszkowany wolframem ma szerokie perspektywy zastosowania.

Inżynierowie Hongwu Nano odkryli, że temperaturę przejścia fazowego dwutlenku wanadu można regulować poprzez domieszkowanie, naprężenie, wielkość ziaren itp. Pierwiastkami domieszkującymi mogą być wolfram, tantal, niob i german. Domieszkowanie wolframem jest uważane za najskuteczniejszą metodę domieszkowania i jest szeroko stosowane w celu regulacji temperatury przejścia fazowego. Domieszkowanie 1% wolframu może obniżyć temperaturę przejścia fazowego folii z dwutlenku wanadu o 24 ° C.

Specyfikacje czystego dwutlenku wanadu i dwutlenku wanadu domieszkowanego wolframem, które nasza firma może dostarczyć z magazynu, są następujące:

1. Nano dwutlenek wanadu VO2, niedomieszkowany, czysta faza, temperatura przejścia fazowego wynosi 68 ℃

2. Dwutlenek wanadu domieszkowany 1% wolframu (W1%-VO2), temperatura przejścia fazowego wynosi 43℃

3. Dwutlenek wanadu domieszkowany 1,5% wolframu (W1,5%-VO2), temperatura przejścia fazowego wynosi 32℃

4. Dwutlenek wanadu domieszkowany 2% wolframem (W2%-VO2), temperatura przejścia fazowego wynosi 25 ℃

5. Dwutlenek wanadu domieszkowany 2% wolframem (W2%-VO2), temperatura przejścia fazowego wynosi 20 ℃

Patrząc w niedaleką przyszłość, te inteligentne okna z dwutlenkiem wanadu domieszkowanego wolframem będą mogły być instalowane na całym świecie i pracować przez cały rok.