Вікна забезпечують до 60% втрат енергії в будівлях.У спекотну погоду вікна обігріваються зовні, випромінюючи теплову енергію в будівлю.Коли на вулиці холодно, вікна нагріваються зсередини і випромінюють тепло назовні.Цей процес називається радіаційним охолодженням.Це означає, що вікна не є ефективними для підтримки тепла чи прохолоди в будівлі, як це необхідно.

Чи можливо розробити скло, яке може вмикати або вимикати цей радіаційний ефект охолодження самостійно залежно від температури?Відповідь - так.

Закон Відемана-Франца стверджує, що чим краща електропровідність матеріалу, тим краща теплопровідність.Однак матеріал діоксид ванадію є винятком, який не підкоряється цьому закону.

Дослідники додали тонкий шар діоксиду ванадію, сполуки, яка перетворюється з ізолятора на провідник приблизно при 68°C, на одну сторону скла.Діоксид ванадію (VO2)є функціональним матеріалом із типовими термічно індукованими властивостями фазового переходу.Його морфологія може бути перетворена між ізолятором і металом.Він поводиться як ізолятор при кімнатній температурі і як металевий провідник при температурах вище 68°C.Це пов’язано з тим, що його атомна структура може трансформуватися з кристалічної структури кімнатної температури в металеву структуру при температурах вище 68°C, і перехід відбувається менш ніж за 1 наносекунду, що є перевагою для електронних застосувань.Відповідні дослідження змусили багатьох людей повірити, що діоксид ванадію може стати революційним матеріалом для електронної промисловості майбутнього.

Дослідники зі швейцарського університету підвищили температуру фазового переходу діоксиду ванадію до понад 100°C, додавши германій, рідкісний металевий матеріал, до плівки діоксиду ванадію.Вони зробили прорив у радіочастотних додатках, вперше використовуючи діоксид ванадію та технологію перемикання фаз, щоб створити ультракомпактні регульовані частотні фільтри.Цей новий тип фільтра особливо підходить для частотного діапазону, який використовується системами космічного зв'язку.

Крім того, фізичні властивості діоксиду ванадію, такі як питомий опір і інфрачервоне пропускання, різко зміняться під час процесу перетворення.Однак багато застосувань VO2 вимагають, щоб температура була близькою до кімнатної, наприклад: розумні вікна, інфрачервоні детектори тощо, а легування може ефективно знизити температуру фазового переходу.Допування вольфрамовим елементом у плівці VO2 може знизити температуру фазового переходу плівки приблизно до кімнатної температури, тому VO2, легований вольфрамом, має широкі перспективи застосування.

Інженери Hongwu Nano виявили, що температуру фазового переходу діоксиду ванадію можна регулювати легуванням, напругою, розміром зерна тощо. Легуючими елементами можуть бути вольфрам, тантал, ніобій і германій.Легування вольфрамом вважається найбільш ефективним методом легування і широко використовується для регулювання температури фазового переходу.Додавання 1% вольфраму може знизити температуру фазового переходу плівок діоксиду ванадію на 24 °C.

Технічні характеристики чистофазного нано-діоксиду ванадію та легованого вольфрамом діоксиду ванадію, які наша компанія може постачати зі складу, такі:

1. Нанопорошок діоксиду ванадію, нелегований, чиста фаза, температура фазового переходу становить 68 ℃

2. Діоксид ванадію, легований 1% вольфрамом (W1%-VO2), температура фазового переходу становить 43 ℃

3. Діоксид ванадію, легований 1,5% вольфрамом (W1,5%-VO2), температура фазового переходу становить 32 ℃

4. Діоксид ванадію, легований 2% вольфрамом (W2%-VO2), температура фазового переходу становить 25 ℃

5. Діоксид ванадію, легований 2% вольфрамом (W2%-VO2), температура фазового переходу становить 20 ℃

З нетерпінням чекаючи найближчого майбутнього, ці розумні вікна з діоксидом ванадію, доповненим вольфрамом, можна буде встановити по всьому світу та працювати цілий рік.