Le finestre contribuiscono fino al 60% dell’energia dispersa negli edifici. Nella stagione calda, le finestre vengono riscaldate dall'esterno, irradiando energia termica nell'edificio. Quando fuori fa freddo, le finestre si riscaldano dall'interno e irradiano calore verso l'ambiente esterno. Questo processo è chiamato raffreddamento radiativo. Ciò significa che le finestre non sono efficaci nel mantenere l’edificio caldo o fresco come dovrebbe essere.

Potrebbe essere possibile sviluppare un vetro in grado di attivare o disattivare da solo questo effetto di raffreddamento radiativo a seconda della sua temperatura? La risposta è si.

La legge di Wiedemann-Franz afferma che quanto migliore è la conduttività elettrica del materiale, tanto migliore è la conduttività termica. Tuttavia, il materiale in biossido di vanadio costituisce un'eccezione, che non rispetta questa legge.

I ricercatori hanno aggiunto su un lato del vetro un sottile strato di biossido di vanadio, un composto che cambia da isolante a conduttore a circa 68°C. Il biossido di vanadio (VO2) è un materiale funzionale con tipiche proprietà di transizione di fase indotte termicamente. La sua morfologia può essere convertita tra un isolante e un metallo. Si comporta come un isolante a temperatura ambiente e come un conduttore metallico a temperature superiori a 68°C. Ciò è dovuto al fatto che la sua struttura atomica può essere trasformata da una struttura cristallina a temperatura ambiente a una struttura metallica a temperature superiori a 68°C e la transizione avviene in meno di 1 nanosecondo, il che è un vantaggio per le applicazioni elettroniche. Ricerche correlate hanno portato molte persone a credere che il biossido di vanadio potrebbe diventare un materiale rivoluzionario per il futuro dell’industria elettronica.

I ricercatori di un'università svizzera hanno aumentato la temperatura di transizione di fase del biossido di vanadio a oltre 100°C aggiungendo germanio, un materiale metallico raro, alla pellicola di biossido di vanadio. Hanno fatto un passo avanti nelle applicazioni RF, utilizzando il biossido di vanadio e la tecnologia di commutazione a cambiamento di fase per creare per la prima volta filtri di frequenza ultracompatti e sintonizzabili. Questo nuovo tipo di filtro è particolarmente adatto alla gamma di frequenze utilizzata dai sistemi di comunicazione spaziale.

Inoltre, le proprietà fisiche del biossido di vanadio, come la resistività e la trasmittanza infrarossa, cambieranno drasticamente durante il processo di trasformazione. Tuttavia, molte applicazioni del VO2 richiedono che la temperatura sia vicina alla temperatura ambiente, come: finestre intelligenti, rilevatori a infrarossi, ecc., e il doping può ridurre efficacemente la temperatura di transizione di fase. Il drogaggio dell'elemento di tungsteno nel film VO2 può ridurre la temperatura di transizione di fase del film intorno alla temperatura ambiente, quindi il VO2 drogato con tungsteno ha ampie prospettive di applicazione.

Gli ingegneri di Hongwu Nano hanno scoperto che la temperatura di transizione di fase del biossido di vanadio può essere regolata mediante drogaggio, stress, dimensione dei grani, ecc. Gli elementi droganti possono essere tungsteno, tantalio, niobio e germanio. Il drogaggio del tungsteno è considerato il metodo di drogaggio più efficace ed è ampiamente utilizzato per regolare la temperatura di transizione di fase. Il drogaggio dell'1% di tungsteno può ridurre la temperatura di transizione di fase delle pellicole di biossido di vanadio di 24 °C.

Le specifiche del biossido di nano-vanadio in fase pura e del biossido di vanadio drogato con tungsteno che la nostra azienda può fornire a magazzino sono le seguenti:

1. Polvere di biossido di nano vanadio, non drogata, fase pura, la temperatura di transizione di fase è 68 ℃

2. Biossido di vanadio drogato con 1% di tungsteno (W1%-VO2), la temperatura di transizione di fase è 43 ℃

3. Biossido di vanadio drogato con tungsteno all'1,5% (W1,5%-VO2), la temperatura di transizione di fase è 32 ℃

4. Biossido di vanadio drogato con il 2% di tungsteno (W2%-VO2), la temperatura di transizione di fase è 25 ℃

5. Biossido di vanadio drogato con il 2% di tungsteno (W2%-VO2), la temperatura di transizione di fase è 20 ℃

Guardando al prossimo futuro, queste finestre intelligenti con biossido di vanadio drogato al tungsteno possono essere installate in tutto il mondo e funzionare tutto l’anno.