Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào bề mặt của một vật thể, vật thể đó chủ yếu hấp thụ năng lượng ánh sáng cận hồng ngoại để tăng nhiệt độ bề mặt và năng lượng ánh sáng cận hồng ngoại chiếm 50% tổng năng lượng của ánh sáng mặt trời.Vào mùa hè, khi mặt trời chiếu vào bề mặt vật thể, nhiệt độ bề mặt có thể lên tới 70~80℃.Tại thời điểm này, ánh sáng hồng ngoại cần được phản xạ để giảm nhiệt độ bề mặt của vật thể;khi nhiệt độ thấp vào mùa đông, ánh sáng hồng ngoại cần được truyền để bảo quản nhiệt.Tức là cần có một loại vật liệu kiểm soát nhiệt độ thông minh có thể phản xạ ánh sáng hồng ngoại ở nhiệt độ cao nhưng truyền ánh sáng hồng ngoại ở nhiệt độ thấp và đồng thời truyền ánh sáng khả kiến, để tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường.
Vanadi dioxide (VO2) là một oxit có chức năng thay đổi pha gần 68°C.Có thể hình dung rằng nếu vật liệu bột VO2 có chức năng thay đổi pha được trộn vào vật liệu cơ bản, sau đó trộn với các chất màu và chất độn khác, thì có thể tạo ra lớp phủ kiểm soát nhiệt độ thông minh tổng hợp dựa trên VO2.Sau khi bề mặt của vật thể được phủ loại sơn này, khi nhiệt độ bên trong thấp, ánh sáng hồng ngoại có thể đi vào bên trong;khi nhiệt độ tăng đến nhiệt độ chuyển pha tới hạn, sự thay đổi pha xảy ra và độ truyền ánh sáng hồng ngoại giảm và nhiệt độ bên trong giảm dần;Khi nhiệt độ giảm xuống một nhiệt độ nhất định, VO2 trải qua sự thay đổi pha ngược lại và độ truyền ánh sáng hồng ngoại tăng trở lại, do đó thực hiện kiểm soát nhiệt độ thông minh.Có thể thấy rằng chìa khóa để điều chế lớp phủ kiểm soát nhiệt độ thông minh là điều chế bột VO2 có chức năng thay đổi pha.
Ở 68 ℃, VO2 nhanh chóng thay đổi từ chất bán dẫn nhiệt độ thấp, phản sắt từ và pha đơn tà rutile bị biến dạng giống MoO2 sang pha tứ giác kim loại, thuận từ và rutile ở nhiệt độ cao, và liên kết cộng hóa trị VV bên trong thay đổi. Đó là một liên kết kim loại , thể hiện trạng thái kim loại, hiệu ứng dẫn điện của các electron tự do được tăng cường mạnh mẽ và các tính chất quang học thay đổi đáng kể.Khi nhiệt độ cao hơn điểm chuyển pha, VO2 ở trạng thái kim loại, vùng ánh sáng nhìn thấy vẫn trong suốt, vùng ánh sáng hồng ngoại có độ phản xạ cao và phần ánh sáng hồng ngoại của bức xạ mặt trời bị chặn ngoài trời và độ truyền qua của tia hồng ngoại nhỏ;Khi điểm thay đổi, VO2 ở trạng thái bán dẫn và vùng từ ánh sáng nhìn thấy đến ánh sáng hồng ngoại có độ trong suốt vừa phải, cho phép hầu hết bức xạ mặt trời (bao gồm ánh sáng nhìn thấy và ánh sáng hồng ngoại) đi vào phòng, với độ truyền qua cao và sự thay đổi này là thuận nghịch.
Đối với các ứng dụng thực tế, nhiệt độ chuyển pha 68°C vẫn còn quá cao.Làm thế nào để giảm nhiệt độ chuyển pha xuống nhiệt độ phòng là vấn đề được mọi người quan tâm.Hiện tại, cách trực tiếp nhất để giảm nhiệt độ chuyển pha là pha tạp.
Hiện tại, hầu hết các phương pháp điều chế VO2 pha tạp đều là pha tạp đơn nguyên, nghĩa là chỉ pha tạp molypden hoặc vonfram, và có rất ít báo cáo về việc pha tạp đồng thời hai nguyên tố.Việc pha tạp hai nguyên tố cùng lúc không những có thể làm giảm nhiệt độ chuyển pha mà còn cải thiện các tính chất khác của bột.