หน้าต่างมีส่วนช่วยมากถึง 60% ของพลังงานที่สูญเสียไปในอาคาร ในสภาพอากาศร้อน หน้าต่างจะได้รับความร้อนจากภายนอก เพื่อแผ่พลังงานความร้อนเข้าสู่อาคาร เมื่ออากาศเย็นภายนอก หน้าต่างจะร้อนขึ้นจากด้านใน และจะแผ่ความร้อนออกสู่สิ่งแวดล้อมภายนอก กระบวนการนี้เรียกว่าการระบายความร้อนด้วยการแผ่รังสี ซึ่งหมายความว่าหน้าต่างไม่ได้มีประสิทธิภาพในการทำให้อาคารอบอุ่นหรือเย็นเท่าที่ควร

เป็นไปได้ไหมที่จะพัฒนากระจกที่สามารถเปิดหรือปิดเอฟเฟกต์ความเย็นแบบแผ่รังสีนี้ได้ด้วยตัวเอง โดยขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของมัน คำตอบคือใช่

กฎหมาย Wiedemann-Franz ระบุว่า ยิ่งค่าการนำไฟฟ้าของวัสดุดีเท่าไร ค่าการนำความร้อนก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น อย่างไรก็ตาม วัสดุวานาเดียมไดออกไซด์เป็นข้อยกเว้น ซึ่งไม่เป็นไปตามกฎหมายนี้

นักวิจัยได้เพิ่มชั้นบางๆ ของวานาเดียมไดออกไซด์ ซึ่งเป็นสารประกอบที่เปลี่ยนจากฉนวนเป็นตัวนำที่อุณหภูมิประมาณ 68°C ไปไว้ที่ด้านหนึ่งของกระจกวานาเดียมไดออกไซด์ (VO2)เป็นวัสดุเชิงหน้าที่ที่มีคุณสมบัติการเปลี่ยนเฟสที่เกิดจากความร้อนโดยทั่วไป สัณฐานวิทยาของมันสามารถแปลงได้ระหว่างฉนวนและโลหะ มันทำหน้าที่เป็นฉนวนที่อุณหภูมิห้องและเป็นตัวนำโลหะที่อุณหภูมิสูงกว่า 68°C เนื่องจากโครงสร้างอะตอมสามารถเปลี่ยนจากโครงสร้างผลึกที่อุณหภูมิห้องไปเป็นโครงสร้างโลหะได้ที่อุณหภูมิสูงกว่า 68°C และการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นในเวลาน้อยกว่า 1 นาโนวินาที ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบสำหรับการใช้งานทางอิเล็กทรอนิกส์ การวิจัยที่เกี่ยวข้องทำให้หลายคนเชื่อว่าวานาเดียมไดออกไซด์อาจกลายเป็นวัสดุปฏิวัติอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ในอนาคต

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยในสวิสเซอร์แลนด์เพิ่มอุณหภูมิการเปลี่ยนเฟสของวานาเดียมไดออกไซด์ให้สูงกว่า 100°C โดยการเติมเจอร์เมเนียมซึ่งเป็นวัสดุโลหะหายากลงในฟิล์มวาเนเดียมไดออกไซด์ พวกเขาได้สร้างความก้าวหน้าในการใช้งาน RF โดยใช้เทคโนโลยีวานาเดียมไดออกไซด์และเทคโนโลยีการเปลี่ยนเฟสเพื่อสร้างตัวกรองความถี่ขนาดกะทัดรัดเป็นพิเศษและปรับแต่งได้เป็นครั้งแรก ตัวกรองชนิดใหม่นี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับช่วงความถี่ที่ใช้โดยระบบการสื่อสารในอวกาศ

นอกจากนี้ คุณสมบัติทางกายภาพของวาเนเดียมไดออกไซด์ เช่น ความต้านทานและการส่งผ่านอินฟราเรด จะเปลี่ยนแปลงอย่างมากในระหว่างกระบวนการเปลี่ยนรูป อย่างไรก็ตาม การใช้งาน VO2 หลายอย่างต้องการให้อุณหภูมิใกล้เคียงกับอุณหภูมิห้อง เช่น หน้าต่างอัจฉริยะ เครื่องตรวจจับอินฟราเรด ฯลฯ และการเติมสารกระตุ้นสามารถลดอุณหภูมิการเปลี่ยนเฟสได้อย่างมีประสิทธิภาพ องค์ประกอบทังสเตนที่เจือปนในฟิล์ม VO2 สามารถลดอุณหภูมิการเปลี่ยนเฟสของฟิล์มให้อยู่ที่ประมาณอุณหภูมิห้อง ดังนั้น VO2 ที่เจือด้วยทังสเตนจึงมีแนวโน้มการใช้งานในวงกว้าง

วิศวกรของ Hongwu Nano พบว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนเฟสของวาเนเดียมไดออกไซด์สามารถปรับได้โดยการเติม ความเครียด ขนาดเกรน ฯลฯ องค์ประกอบของสารเติมแต่งอาจเป็นทังสเตน แทนทาลัม ไนโอเบียม และเจอร์เมเนียม การเติมทังสเตนถือเป็นวิธีการเติมที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการปรับอุณหภูมิการเปลี่ยนเฟส การเติมทังสเตน 1% สามารถลดอุณหภูมิการเปลี่ยนเฟสของฟิล์มวานาเดียมไดออกไซด์ได้ 24 °C

ข้อมูลจำเพาะของนาโนวานาเดียมไดออกไซด์เฟสบริสุทธิ์และวาเนเดียมไดออกไซด์เจือด้วยทังสเตนที่บริษัทของเราสามารถจัดหาได้จากสต็อกมีดังนี้:

1. นาโนวานาเดียมไดออกไซด์ VO2, เฟสบริสุทธิ์, ไม่มีการเจือปน, 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 ℃

เมื่อมองไปข้างหน้าถึงอนาคตอันใกล้นี้ หน้าต่างอัจฉริยะที่มีวาเนเดียมไดออกไซด์เจือทังสเตนเหล่านี้สามารถติดตั้งได้ทั่วโลกและทำงานได้ตลอดทั้งปี