Windows bidrar så mycket som 60% av den förlorade energin i byggnader. I varmt väder värms fönstren från utsidan och strålar termisk energi in i byggnaden. När det är kallt ute värmer fönstren upp från insidan och de strålar värme till den yttre miljön. Denna process kallas strålningskylning. Detta innebär att fönster inte är effektiva för att hålla byggnaden så varm eller sval som den behöver vara.

Kan det vara möjligt att utveckla ett glas som kan slå på eller stänga av denna strålningseffekt på sin egen beroende på temperaturen? Svaret är ja.

Wiedemann-Franz-lagen säger att ju bättre den elektriska konduktiviteten hos materialet, desto bättre är värmeledningsförmågan. Vanadiumdioxidmaterial är emellertid ett undantag som inte följer denna lag.

Forskarna tillsatte ett tunt lager vanadiumdioxid, en förening som byter från en isolator till en ledare vid cirka 68 ° C, till en sida av glaset.Vanadiumdioxid (VO2)är ett funktionellt material med typiska termiskt inducerade fasövergångsegenskaper. Dess morfologi kan omvandlas mellan en isolator och en metall. Den uppträder som en isolator vid rumstemperatur och som metallledare vid temperaturer över 68 ° C. Detta beror på det faktum att dess atomstruktur kan omvandlas från en rumstemperaturkristallstruktur till en metallisk struktur vid temperaturer över 68 ° C, och övergången sker i mindre än 1 nanosekund, vilket är en fördel för elektroniska tillämpningar. Relaterad forskning har fått många att tro att vanadiumdioxid kan bli ett revolutionerande material för den framtida elektronikindustrin.

Forskare vid ett schweiziskt universitet ökade fasövergångstemperaturen för vanadiumdioxid till över 100 ° C genom att tillsätta germanium, ett sällsynt metallmaterial, till vanadiumdioxidfilmen. De har gjort ett genombrott i RF-applikationer, med hjälp av vanadiumdioxid och fasbytesväxlingsteknologi för att skapa ultrakompakta, inställbara frekvensfilter för första gången. Denna nya typ av filter är särskilt lämplig för frekvensområdet som används av rymdkommunikationssystem.

Dessutom kommer de fysiska egenskaperna hos vanadiumdioxid, såsom resistivitet och infraröd transmittans, att förändras drastiskt under transformationsprocessen. Många tillämpningar av VO2 kräver emellertid att temperaturen är nära rumstemperatur, till exempel: smarta fönster, infraröda detektorer etc., och doping kan effektivt minska fasövergångstemperaturen. Doping volframelement i VO2-film kan minska fasövergångstemperaturen för filmen till runt rumstemperatur, så volframdopade VO2 har breda applikationsmöjligheter.

Hongwu Nanos ingenjörer fann att fasövergångstemperaturen för vanadiumdioxid kan justeras genom doping, stress, kornstorlek, etc. Dopingelementen kan vara volfram, tantal, niob och germanium. Volframdoping betraktas som den mest effektiva dopningsmetoden och används allmänt för att justera fasövergångstemperaturen. Doping 1% volfram kan minska fasövergångstemperaturen för vanadiumdioxidfilmer med 24 ° C.

Specifikationerna för renfas nano-vanadiumdioxid och volframdopad vanadiumdioxid som vårt företag kan leverera från lager är följande:

1. Nano vanadiumdioxidpulver, odopad, ren fas, fasövergångstemperatur är 68 ℃

2. Vanadiumdioxid dopad med 1% volfram (W1% -VO2) är fasövergångstemperaturen 43 ℃

3. Vanadiumdioxid dopad med 1,5% volfram (W1,5% -VO2) är fasövergångstemperaturen 32 ℃

4. Vanadiumdioxid dopad med 2% volfram (W2% -VO2) är fasövergångstemperaturen 25 ℃

5. Vanadiumdioxid dopad med 2% volfram (W2% -VO2) är fasövergångstemperaturen 20 ℃

Ser fram emot en snar framtid kan dessa smarta fönster med volfram-dopade vanadiumdioxid installeras över hela världen och arbeta året runt.