Cửa sổ đóng góp tới 60% năng lượng bị mất trong các tòa nhà. Khi thời tiết nắng nóng, các cửa sổ được sưởi ấm từ bên ngoài, tỏa năng lượng nhiệt vào bên trong tòa nhà. Khi trời lạnh, cửa sổ sẽ nóng lên từ bên trong và tỏa nhiệt ra môi trường bên ngoài. Quá trình này được gọi là làm mát bức xạ. Điều này có nghĩa là cửa sổ không có tác dụng giữ cho tòa nhà ấm áp hoặc mát mẻ như mong muốn.

Liệu có thể phát triển một loại kính có thể tự bật hoặc tắt hiệu ứng làm mát bức xạ này tùy thuộc vào nhiệt độ của nó không? Câu trả lời là có.

Định luật Wiedemann-Franz phát biểu rằng độ dẫn điện của vật liệu càng tốt thì độ dẫn nhiệt càng tốt. Tuy nhiên, vật liệu vanadi dioxide là một ngoại lệ, không tuân theo định luật này.

Các nhà nghiên cứu đã thêm một lớp mỏng vanadi dioxide, một hợp chất chuyển từ chất cách điện thành chất dẫn điện ở nhiệt độ khoảng 68°C, vào một mặt của kính.Vanadi dioxit (VO2)là một vật liệu chức năng có đặc tính chuyển pha cảm ứng nhiệt điển hình. Hình thái của nó có thể được chuyển đổi giữa chất cách điện và kim loại. Nó hoạt động như một chất cách điện ở nhiệt độ phòng và như một dây dẫn kim loại ở nhiệt độ trên 68°C. Điều này là do cấu trúc nguyên tử của nó có thể được chuyển đổi từ cấu trúc tinh thể ở nhiệt độ phòng sang cấu trúc kim loại ở nhiệt độ trên 68°C và quá trình chuyển đổi xảy ra trong chưa đầy 1 nano giây, đây là một lợi thế cho các ứng dụng điện tử. Nghiên cứu liên quan đã khiến nhiều người tin rằng vanadi dioxide có thể trở thành vật liệu mang tính cách mạng cho ngành công nghiệp điện tử trong tương lai.

Các nhà nghiên cứu tại một trường đại học Thụy Sĩ đã tăng nhiệt độ chuyển pha của vanadi dioxide lên trên 100°C bằng cách thêm germanium, một vật liệu kim loại hiếm, vào màng vanadi dioxide. Họ đã tạo ra bước đột phá trong các ứng dụng RF, lần đầu tiên sử dụng vanadi dioxide và công nghệ chuyển pha để tạo ra các bộ lọc tần số siêu nhỏ gọn, có thể điều chỉnh được. Loại bộ lọc mới này đặc biệt phù hợp với dải tần được sử dụng bởi các hệ thống thông tin liên lạc không gian.

Ngoài ra, các tính chất vật lý của vanadi dioxide, chẳng hạn như điện trở suất và độ truyền hồng ngoại, sẽ thay đổi mạnh mẽ trong quá trình biến đổi. Tuy nhiên, nhiều ứng dụng của VO2 yêu cầu nhiệt độ gần bằng nhiệt độ phòng, chẳng hạn như: cửa sổ thông minh, máy dò hồng ngoại, v.v., và doping có thể làm giảm nhiệt độ chuyển pha một cách hiệu quả. Nguyên tố vonfram pha tạp trong màng VO2 có thể làm giảm nhiệt độ chuyển pha của màng xuống khoảng nhiệt độ phòng, do đó VO2 pha tạp vonfram có triển vọng ứng dụng rộng rãi.

Các kỹ sư của Hongwu Nano phát hiện ra rằng nhiệt độ chuyển pha của vanadi dioxide có thể được điều chỉnh bằng pha tạp, ứng suất, kích thước hạt, v.v. Các nguyên tố pha tạp có thể là vonfram, tantalum, niobium và germanium. Doping vonfram được coi là phương pháp pha tạp hiệu quả nhất và được sử dụng rộng rãi để điều chỉnh nhiệt độ chuyển pha. Doping 1% vonfram có thể làm giảm nhiệt độ chuyển pha của màng vanadi dioxide xuống 24 ° C.

Các thông số kỹ thuật của nano-vanadi dioxide pha tinh khiết và vanadi dioxide pha tạp vonfram mà công ty chúng tôi có thể cung cấp từ kho như sau:

1. Bột nano vanadi dioxide, không pha tạp, pha tinh khiết, nhiệt độ chuyển pha là 68oC

2. Vanadi dioxide pha tạp 1% vonfram (W1% -VO2), nhiệt độ chuyển pha là 43oC

3. Vanadi dioxide pha tạp với 1,5% vonfram (W1,5% -VO2), nhiệt độ chuyển pha là 32oC

4. Vanadi dioxide pha tạp 2% vonfram (W2% -VO2), nhiệt độ chuyển pha là 25oC

5. Vanadi dioxide pha tạp 2% vonfram (W2% -VO2), nhiệt độ chuyển pha là 20oC

Hướng tới tương lai gần, những cửa sổ thông minh này với vanadi dioxide pha tạp vonfram có thể được lắp đặt trên toàn thế giới và hoạt động quanh năm.