Quando a luz do sol atinge a superfície de um objeto, o objeto absorve principalmente a energia da luz infravermelha próxima para aumentar a temperatura da superfície, e a energia da luz infravermelha próxima representa 50% da energia total da luz solar.No verão, quando o sol brilha na superfície do objeto, a temperatura da superfície pode chegar a 70~80℃.Neste momento, a luz infravermelha precisa ser refletida para reduzir a temperatura da superfície do objeto;quando a temperatura é baixa no inverno, a luz infravermelha precisa ser transmitida para preservação do calor.Ou seja, existe a necessidade de um material inteligente de controle de temperatura que possa refletir a luz infravermelha em altas temperaturas, mas transmitir luz infravermelha em baixas temperaturas e transmitir luz visível ao mesmo tempo, para economizar energia e proteger o meio ambiente.
O dióxido de vanádio (VO2) é um óxido com função de mudança de fase próxima a 68°C.É concebível que, se o material em pó de VO2 com função de mudança de fase for composto no material de base e depois misturado com outros pigmentos e cargas, um revestimento de controle de temperatura inteligente composto baseado em VO2 possa ser feito.Depois que a superfície do objeto é revestida com esse tipo de tinta, quando a temperatura interna é baixa, a luz infravermelha pode entrar no interior;quando a temperatura sobe para a temperatura crítica de transição de fase, ocorre uma mudança de fase, e a transmitância da luz infravermelha diminui e a temperatura interna diminui gradualmente;Quando a temperatura cai para uma certa temperatura, o VO2 sofre uma mudança de fase reversa e a transmitância da luz infravermelha aumenta novamente, realizando assim o controle de temperatura inteligente.Pode-se ver que a chave para preparar revestimentos inteligentes de controle de temperatura é preparar pó de VO2 com função de mudança de fase.
A 68 ℃, o VO2 muda rapidamente de um semicondutor de baixa temperatura, antiferromagnético e fase monoclínica rutilo distorcida semelhante a MoO2 para uma fase metálica, paramagnética e rutilo tetragonal de alta temperatura, e a ligação covalente VV interna muda É uma ligação metálica , apresentando um estado metálico, o efeito de condução de elétrons livres é acentuadamente aprimorado e as propriedades ópticas mudam significativamente.Quando a temperatura é superior ao ponto de transição de fase, o VO2 está em estado metálico, a região da luz visível permanece transparente, a região da luz infravermelha é altamente reflexiva e a parte da luz infravermelha da radiação solar é bloqueada ao ar livre e a transmitância de a luz infravermelha é pequena;Quando o ponto muda, o VO2 está em um estado semicondutor, e a região da luz visível para a luz infravermelha é moderadamente transparente, permitindo que a maior parte da radiação solar (incluindo luz visível e luz infravermelha) entre na sala, com alta transmitância, e essa mudança é reversível.
Para aplicações práticas, a temperatura de transição de fase de 68°C ainda é muito alta.Como reduzir a temperatura de transição de fase para a temperatura ambiente é um problema com o qual todos se preocupam.Atualmente, a maneira mais direta de reduzir a temperatura de transição de fase é a dopagem.
Atualmente, a maioria dos métodos de preparação do VO2 dopado é de dopagem unitária, ou seja, apenas molibdênio ou tungstênio é dopado, e há poucos relatos sobre a dopagem simultânea de dois elementos.A dopagem de dois elementos ao mesmo tempo pode não apenas reduzir a temperatura de transição de fase, mas também melhorar outras propriedades do pó.