На окна приходится до 60% потерь энергии в зданиях.В жаркую погоду окна обогреваются снаружи, излучая тепловую энергию внутрь здания.Когда на улице холодно, окна нагреваются изнутри и излучают тепло во внешнюю среду.Этот процесс называется радиационным охлаждением.Это означает, что окна не эффективны для поддержания тепла или прохлады в здании, как это должно быть.

Можно ли разработать стекло, которое может включать или выключать этот эффект радиационного охлаждения самостоятельно в зависимости от его температуры?Ответ положительный.

Закон Видемана-Франца гласит, что чем лучше электропроводность материала, тем лучше теплопроводность.Однако материал диоксида ванадия является исключением, не подчиняющимся этому закону.

Исследователи добавили тонкий слой диоксида ванадия, соединения, которое превращается из изолятора в проводник при температуре около 68°C, на одну сторону стекла.Диоксид ванадия (VO2)представляет собой функциональный материал с типичными свойствами термически индуцированного фазового перехода.Его морфология может быть преобразована между изолятором и металлом.Он ведет себя как изолятор при комнатной температуре и как металлический проводник при температуре выше 68°C.Это связано с тем, что его атомная структура может быть преобразована из кристаллической структуры при комнатной температуре в металлическую при температурах выше 68°C, причем переход происходит менее чем за 1 наносекунду, что является преимуществом для электронных приложений.Соответствующие исследования заставили многих людей поверить в то, что диоксид ванадия может стать революционным материалом для электронной промышленности будущего.

Исследователи из швейцарского университета увеличили температуру фазового перехода диоксида ванадия до более чем 100°C, добавив германий, редкометаллический материал, в пленку диоксида ванадия.Они совершили прорыв в ВЧ-приложениях, впервые используя диоксид ванадия и технологию фазового переключения для создания сверхкомпактных перестраиваемых частотных фильтров.Этот новый тип фильтра особенно подходит для частотного диапазона, используемого системами космической связи.

Кроме того, физические свойства диоксида ванадия, такие как удельное сопротивление и пропускание инфракрасного излучения, резко изменятся в процессе преобразования.Тем не менее, многие приложения VO2 требуют, чтобы температура была близкой к комнатной температуре, например: интеллектуальные окна, инфракрасные детекторы и т. Д., И легирование может эффективно снизить температуру фазового перехода.Легирование вольфрамовым элементом пленки VO2 может снизить температуру фазового перехода пленки примерно до комнатной температуры, поэтому VO2, легированный вольфрамом, имеет широкие перспективы применения.

Инженеры Hongwu Nano обнаружили, что температуру фазового перехода диоксида ванадия можно регулировать путем легирования, напряжения, размера зерна и т. д. Легирующими элементами могут быть вольфрам, тантал, ниобий и германий.Легирование вольфрамом считается наиболее эффективным методом легирования и широко используется для регулирования температуры фазового перехода.Легирование 1% вольфрама позволяет снизить температуру фазового перехода пленок диоксида ванадия на 24 °C.

Спецификации чистофазного нанодиоксида ванадия и диоксида ванадия, легированного вольфрамом, которые наша компания может поставить со склада, следующие:

1. Нанопорошок диоксида ванадия, нелегированный, чистая фаза, температура фазового перехода 68 ℃.

2. Диоксид ванадия, легированный 1% вольфрама (W1%-VO2), температура фазового перехода 43℃

3. Диоксид ванадия, легированный 1,5% вольфрама (W1,5%-VO2), температура фазового перехода 32℃

4. Диоксид ванадия, легированный 2% вольфрама (W2%-VO2), температура фазового перехода 25℃

5. Диоксид ванадия, легированный 2% вольфрама (W2%-VO2), температура фазового перехода 20℃

Заглядывая в ближайшее будущее, эти умные окна с диоксидом ванадия, легированным вольфрамом, можно будет установить по всему миру и работать круглый год.