Când lumina soarelui lovește suprafața unui obiect, obiectul absoarbe în principal energia luminii în infraroșu apropiat pentru a-și crește temperatura suprafeței, iar energia luminii în infraroșu apropiat reprezintă 50% din energia totală a luminii solare.Vara, când soarele strălucește pe suprafața obiectului, temperatura suprafeței poate ajunge la 70~80℃.În acest moment, lumina infraroșie trebuie reflectată pentru a reduce temperatura de suprafață a obiectului;când temperatura este scăzută iarna, lumina infraroșie trebuie transmisă pentru păstrarea căldurii.Adică, este nevoie de un material inteligent de control al temperaturii care să reflecte lumina infraroșie la temperaturi ridicate, dar să transmită lumina infraroșie la temperaturi scăzute și să transmită în același timp lumina vizibilă, astfel încât să economisească energie și să protejeze mediul.
Dioxidul de vanadiu (VO2) este un oxid cu funcție de schimbare de fază aproape de 68°C.Este de imaginat că, dacă materialul sub formă de pulbere VO2 cu funcție de schimbare de fază este combinat în materialul de bază și apoi amestecat cu alți pigmenți și materiale de umplutură, se poate realiza un strat de control al temperaturii inteligent, bazat pe VO2.După ce suprafața obiectului este acoperită cu acest tip de vopsea, când temperatura internă este scăzută, lumina infraroșie poate pătrunde în interior;când temperatura crește la temperatura critică de tranziție de fază, are loc o schimbare de fază, iar transmisia luminii infraroșii scade, iar temperatura internă scade treptat;Când temperatura scade la o anumită temperatură, VO2 suferă o schimbare de fază inversă, iar transmisia luminii infraroșii crește din nou, realizând astfel un control inteligent al temperaturii.Se poate observa că cheia pregătirii straturilor inteligente de control al temperaturii este prepararea pudrei de VO2 cu funcție de schimbare a fazei.
La 68 ℃, VO2 se schimbă rapid de la un semiconductor de temperatură joasă, antiferomagnetic și moO2 distorsionat fază monoclinică rutilă la o fază tetragonală metalică, paramagnetică și rutilă la temperatură înaltă, iar legătura covalentă VV internă se modifică Este o legătură metalică. , prezentând o stare metalică, efectul de conducere al electronilor liberi este puternic îmbunătățit, iar proprietățile optice se modifică semnificativ.Când temperatura este mai mare decât punctul de tranziție de fază, VO2 este într-o stare metalică, regiunea luminii vizibile rămâne transparentă, regiunea luminii infraroșii este foarte reflectorizant, iar partea luminii infraroșii a radiației solare este blocată în aer liber, iar transmisia de lumina infraroșie este mică;Când punctul se schimbă, VO2 este într-o stare semiconductoare, iar regiunea de la lumina vizibilă la lumina infraroșie este moderat transparentă, permițând majorității radiațiilor solare (inclusiv lumina vizibilă și lumina infraroșie) să intre în cameră, cu o transmisie mare, iar această schimbare este reversibil.
Pentru aplicații practice, temperatura de tranziție de fază de 68°C este încă prea mare.Cum să reduceți temperatura de tranziție de fază la temperatura camerei este o problemă care îi pasă tuturor.În prezent, cea mai directă modalitate de a reduce temperatura de tranziție de fază este dopajul.
În prezent, majoritatea metodelor de preparare a VO2 dopat sunt dopaje unitare, adică doar molibdenul sau wolframul este dopat și există puține rapoarte privind dopajul simultan a două elemente.Doparea a două elemente în același timp poate nu numai să reducă temperatura de tranziție de fază, ci și să îmbunătățească alte proprietăți ale pulberii.