Quando a luz solar atinge a superfície de um objeto, o objeto absorve principalmente a energia da luz infravermelha próxima para aumentar a temperatura de sua superfície, e a energia da luz infravermelha próxima é responsável por 50% da energia total da luz solar. No verão, quando o sol brilha na superfície do objeto, a temperatura da superfície pode atingir 70~80°C. 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, há necessidade de um material de controle de temperatura inteligente que possa refletir a luz infravermelha em altas temperaturas, mas transmitir luz infravermelha em baixas temperaturas e transmitir luz visível ao mesmo tempo, de modo a 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 composto de controle de temperatura inteligente baseado em VO2 possa ser feito. Depois que a superfície do objeto é revestida com esse tipo de tinta, quando a temperatura interna está 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 determinada temperatura, o VO2 sofre uma mudança de fase reversa e a transmitância da luz infravermelha aumenta novamente, realizando assim um controle inteligente de temperatura. Pode-se observar 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 uma fase monoclínica rutílica distorcida semelhante a MoO2, semicondutora de baixa temperatura, antiferromagnética, para uma fase tetragonal metálica, paramagnética e rutílica de alta temperatura, e a ligação covalente VV interna muda. , apresentando um estado metálico, o efeito de condução dos elétrons livres é acentuadamente aumentado 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 à 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 esta 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 forma mais direta de reduzir a temperatura de transição de fase é a dopagem.
Atualmente, a maioria dos métodos de preparação do VO2 dopado são dopagem unitária, ou seja, apenas o molibdênio ou o tungstênio são dopados, 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.