جب سورج کی روشنی کسی چیز کی سطح سے ٹکراتی ہے تو، آبجیکٹ بنیادی طور پر اس کی سطح کے درجہ حرارت کو بڑھانے کے لیے قریب اورکت روشنی کی توانائی کو جذب کرتی ہے، اور قریب اورکت روشنی کی توانائی سورج کی روشنی کی کل توانائی کا 50 فیصد بنتی ہے۔گرمیوں میں، جب آبجیکٹ کی سطح پر سورج چمکتا ہے، سطح کا درجہ حرارت 70 ~ 80 ℃ تک پہنچ سکتا ہے۔اس وقت، آبجیکٹ کی سطح کے درجہ حرارت کو کم کرنے کے لیے اورکت روشنی کو منعکس کرنے کی ضرورت ہے۔جب سردیوں میں درجہ حرارت کم ہوتا ہے تو گرمی کے تحفظ کے لیے اورکت روشنی کو منتقل کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔یعنی ایسے ذہین درجہ حرارت کو کنٹرول کرنے والے مواد کی ضرورت ہے جو زیادہ درجہ حرارت پر انفراریڈ روشنی کو منعکس کر سکے، لیکن کم درجہ حرارت پر اورکت روشنی کو منتقل کر سکے اور ایک ہی وقت میں نظر آنے والی روشنی کو منتقل کر سکے، تاکہ توانائی کی بچت ہو اور ماحول کی حفاظت ہو سکے۔
وینڈیم ڈائی آکسائیڈ (VO2) ایک آکسائیڈ ہے جس میں 68°C کے قریب فیز چینج فنکشن ہوتا ہے۔یہ بات قابل فہم ہے کہ اگر VO2 پاؤڈر مواد کو فیز چینج فنکشن کے ساتھ بیس میٹریل میں ملایا جائے، اور پھر دوسرے روغن اور فلرز کے ساتھ ملایا جائے، تو VO2 پر مبنی ایک جامع ذہین درجہ حرارت کنٹرول کوٹنگ بنائی جا سکتی ہے۔آبجیکٹ کی سطح کو اس قسم کے پینٹ کے ساتھ لیپت کرنے کے بعد، جب اندرونی درجہ حرارت کم ہوتا ہے، اورکت روشنی اندرونی حصے میں داخل ہو سکتی ہے؛جب درجہ حرارت اہم مرحلے کی منتقلی کے درجہ حرارت تک بڑھ جاتا ہے، ایک مرحلے میں تبدیلی واقع ہوتی ہے، اور انفراریڈ روشنی کی ترسیل کم ہوتی ہے اور اندرونی درجہ حرارت بتدریج کم ہو جاتا ہے؛جب درجہ حرارت ایک خاص درجہ حرارت پر گرتا ہے، VO2 ایک معکوس مرحلے میں تبدیلی سے گزرتا ہے، اور انفراریڈ روشنی کی ترسیل دوبارہ بڑھ جاتی ہے، اس طرح ذہین درجہ حرارت کنٹرول کا احساس ہوتا ہے۔یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ ذہین درجہ حرارت کنٹرول کوٹنگز کی تیاری کی کلید VO2 پاؤڈر کو فیز چینج فنکشن کے ساتھ تیار کرنا ہے۔
68℃ پر، VO2 تیزی سے ایک کم درجہ حرارت والے سیمی کنڈکٹر، antiferromagnetic، اور MoO2 جیسے مسخ شدہ روٹائل مونوکلینک مرحلے سے ایک اعلی درجہ حرارت کے دھاتی، پیرا میگنیٹک، اور روٹیل ٹیٹراگونل مرحلے میں تبدیل ہوتا ہے، اور اندرونی VV covalent بانڈ تبدیل ہوتا ہے یہ ایک دھاتی بانڈ ہے۔ ، ایک دھاتی حالت پیش کرتے ہوئے، مفت الیکٹرانوں کی ترسیل کے اثر میں تیزی سے اضافہ ہوتا ہے، اور نظری خصوصیات نمایاں طور پر تبدیل ہوتی ہیں۔جب درجہ حرارت فیز ٹرانزیشن پوائنٹ سے زیادہ ہوتا ہے، VO2 دھاتی حالت میں ہوتا ہے، دکھائی دینے والا روشنی کا علاقہ شفاف رہتا ہے، اورکت روشنی کا خطہ انتہائی عکاس ہوتا ہے، اور شمسی تابکاری کا اورکت روشنی کا حصہ باہر سے مسدود ہوتا ہے، اور اس کی ترسیل اورکت روشنی چھوٹی ہے؛جب نقطہ تبدیل ہوتا ہے، VO2 سیمی کنڈکٹر حالت میں ہوتا ہے، اور مرئی روشنی سے لے کر انفراریڈ روشنی تک کا خطہ معتدل شفاف ہوتا ہے، جس سے زیادہ تر شمسی تابکاری (بشمول مرئی روشنی اور انفراریڈ روشنی) کو کمرے میں داخل ہونے کی اجازت ملتی ہے، اعلی ترسیل کے ساتھ، اور یہ تبدیلی الٹا جا سکنا.
عملی ایپلی کیشنز کے لیے، 68 ° C کا مرحلہ منتقلی کا درجہ حرارت اب بھی بہت زیادہ ہے۔مرحلے کی منتقلی کے درجہ حرارت کو کمرے کے درجہ حرارت پر کیسے کم کیا جائے یہ ایک مسئلہ ہے جس کی ہر کسی کو پرواہ ہے۔فی الحال، مرحلے کی منتقلی کے درجہ حرارت کو کم کرنے کا سب سے براہ راست طریقہ ڈوپنگ ہے۔
فی الحال، ڈوپڈ VO2 کی تیاری کے زیادہ تر طریقے یونٹری ڈوپنگ ہیں، یعنی صرف مولبڈینم یا ٹنگسٹن ڈوپ کیا جاتا ہے، اور دو عناصر کے بیک وقت ڈوپنگ کے بارے میں کچھ رپورٹس موجود ہیں۔ایک ہی وقت میں دو عناصر کو ڈوپ کرنے سے نہ صرف مرحلے کی منتقلی کے درجہ حرارت کو کم کیا جا سکتا ہے، بلکہ پاؤڈر کی دیگر خصوصیات کو بھی بہتر بنایا جا سکتا ہے۔