Windows มีส่วนในการใช้พลังงานมากถึง 60% ของอาคารที่สูญเสียไปในสภาพอากาศร้อน หน้าต่างจะได้รับความร้อนจากภายนอก ซึ่งจะแผ่พลังงานความร้อนเข้าสู่ตัวอาคารเมื่อภายนอกเย็น หน้าต่างจะร้อนขึ้นจากภายใน และจะแผ่ความร้อนออกสู่สิ่งแวดล้อมภายนอกกระบวนการนี้เรียกว่าการระบายความร้อนด้วยรังสีซึ่งหมายความว่าหน้าต่างไม่มีประสิทธิภาพในการทำให้อาคารอบอุ่นหรือเย็นเท่าที่ควร

เป็นไปได้ไหมที่จะพัฒนากระจกที่สามารถเปิดหรือปิดเอฟเฟกต์การแผ่รังสีความเย็นนี้ได้เองโดยขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของมัน?คำตอบคือใช่

กฎของ Wiedemann-Franz ระบุว่า ยิ่งวัสดุมีค่าการนำไฟฟ้าดีเท่าใด ค่าการนำความร้อนก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้นอย่างไรก็ตาม วัสดุวาเนเดียมไดออกไซด์เป็นข้อยกเว้นซึ่งไม่เป็นไปตามกฎหมายนี้

นักวิจัยได้เพิ่มชั้นบาง ๆ ของวานาเดียมไดออกไซด์ ซึ่งเป็นสารประกอบที่เปลี่ยนจากฉนวนเป็นตัวนำที่อุณหภูมิประมาณ 68°C ไปที่ด้านหนึ่งของแก้ววาเนเดียมไดออกไซด์ (VO2)เป็นวัสดุที่ใช้งานได้ซึ่งมีคุณสมบัติการเปลี่ยนเฟสที่เกิดจากความร้อนโดยทั่วไปสัณฐานวิทยาของมันสามารถแปลงได้ระหว่างฉนวนและโลหะทำหน้าที่เป็นฉนวนที่อุณหภูมิห้องและเป็นตัวนำโลหะที่อุณหภูมิสูงกว่า 68°Cเนื่องจากโครงสร้างอะตอมสามารถเปลี่ยนจากโครงสร้างผลึกอุณหภูมิห้องเป็นโครงสร้างโลหะได้ที่อุณหภูมิสูงกว่า 68°C และการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นภายในเวลาน้อยกว่า 1 นาโนวินาที ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบสำหรับการใช้งานด้านอิเล็กทรอนิกส์การวิจัยที่เกี่ยวข้องทำให้หลายคนเชื่อว่าวานาเดียมไดออกไซด์อาจกลายเป็นวัสดุที่ปฏิวัติอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ในอนาคต

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยในสวิสได้เพิ่มอุณหภูมิการเปลี่ยนเฟสของวาเนเดียมไดออกไซด์ให้สูงกว่า 100°C ด้วยการเติมเจอร์เมเนียมซึ่งเป็นวัสดุโลหะหายากลงในฟิล์มวาเนเดียมไดออกไซด์พวกเขาได้สร้างความก้าวหน้าในการใช้งาน RF โดยใช้วานาเดียมไดออกไซด์และเทคโนโลยีการสลับเปลี่ยนเฟสเพื่อสร้างตัวกรองความถี่ที่มีขนาดกะทัดรัดเป็นพิเศษและปรับได้เป็นครั้งแรกตัวกรองชนิดใหม่นี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับช่วงความถี่ที่ใช้โดยระบบสื่อสารในอวกาศ

นอกจากนี้ คุณสมบัติทางกายภาพของวาเนเดียมไดออกไซด์ เช่น ความต้านทานและการส่งผ่านอินฟราเรด จะเปลี่ยนแปลงอย่างมากในระหว่างกระบวนการเปลี่ยนรูปอย่างไรก็ตาม การใช้งาน VO2 จำนวนมากต้องการให้อุณหภูมิใกล้เคียงกับอุณหภูมิห้อง เช่น: หน้าต่างอัจฉริยะ เครื่องตรวจจับอินฟราเรด เป็นต้น และการเติมสารสลบสามารถลดอุณหภูมิการเปลี่ยนเฟสได้อย่างมีประสิทธิภาพองค์ประกอบทังสเตนเจือในฟิล์ม VO2 สามารถลดอุณหภูมิการเปลี่ยนเฟสของฟิล์มให้อยู่ที่ประมาณอุณหภูมิห้อง ดังนั้น VO2 ที่เจือด้วยทังสเตนมีโอกาสในการใช้งานในวงกว้าง

วิศวกรของ Hongwu Nano พบว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนเฟสของวาเนเดียมไดออกไซด์สามารถปรับได้โดยการเติมสาร ความเครียด ขนาดเกรน ฯลฯ องค์ประกอบของยาสลบอาจเป็นทังสเตน แทนทาลัม ไนโอเบียม และเจอร์เมเนียมการเติมทังสเตนถือเป็นวิธีการเติมที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดและใช้กันอย่างแพร่หลายในการปรับอุณหภูมิการเปลี่ยนเฟสการเติมทังสเตน 1% สามารถลดอุณหภูมิการเปลี่ยนเฟสของฟิล์มวานาเดียมไดออกไซด์ลงได้ 24 °C

ข้อมูลจำเพาะของนาโนวาเนเดียมไดออกไซด์ในเฟสบริสุทธิ์และวานาเดียมไดออกไซด์เจือด้วยทังสเตนที่บริษัทของเราสามารถจัดหาได้จากสต็อกมีดังนี้:

1. ผงนาโนวานาเดียมไดออกไซด์, ไม่เจือ, เฟสบริสุทธิ์, อุณหภูมิการเปลี่ยนเฟสคือ 68 ℃

2. วาเนเดียมไดออกไซด์เจือด้วยทังสเตน 1% (W1%-VO2) อุณหภูมิการเปลี่ยนเฟสคือ 43 ℃

3. วานาเดียมไดออกไซด์เจือด้วยทังสเตน 1.5% (W1.5% -VO2) อุณหภูมิการเปลี่ยนเฟสคือ 32 ℃

4. วานาเดียมไดออกไซด์เจือด้วยทังสเตน 2% (W2%-VO2) อุณหภูมิการเปลี่ยนเฟสคือ 25 ℃

5. วาเนเดียมไดออกไซด์เจือด้วยทังสเตน 2% (W2%-VO2) อุณหภูมิการเปลี่ยนเฟสคือ 20 ℃

ในอนาคตอันใกล้นี้ หน้าต่างอัจฉริยะที่เจือด้วยทังสเตนวานาเดียมไดออกไซด์สามารถติดตั้งได้ทั่วโลกและใช้งานได้ตลอดทั้งปี