Pencereler binalarda kaybedilen enerjinin %60'ına kadar katkıda bulunur. Sıcak havalarda pencereler dışarıdan ısıtılarak binaya termal enerji yayar. Dışarısı soğuk olduğunda camlar içeriden ısınır ve ısıyı dış ortama yayarlar. Bu işleme ışınımsal soğutma denir. Bu, pencerelerin binayı olması gerektiği kadar sıcak veya soğuk tutmada etkili olmadığı anlamına gelir.

Bu ışınımsal soğutma etkisini sıcaklığına bağlı olarak kendiliğinden açıp kapatabilen bir cam geliştirmek mümkün olabilir mi? Cevap Evet.

Wiedemann-Franz kanunu, malzemenin elektriksel iletkenliği ne kadar iyi olursa, termal iletkenliğin de o kadar iyi olduğunu belirtir. Ancak vanadyum dioksit malzemesi bu yasaya uymayan bir istisnadır.

Araştırmacılar camın bir tarafına, yaklaşık 68°C'de yalıtkandan iletkene dönüşen bir bileşik olan vanadyum dioksitten ince bir tabaka eklediler. Vanadyum dioksit (VO2), tipik termal olarak indüklenen faz geçiş özelliklerine sahip fonksiyonel bir malzemedir. Morfolojisi bir yalıtkan ve bir metal arasında dönüştürülebilir. Oda sıcaklığında yalıtkan, 68°C'nin üzerindeki sıcaklıklarda ise metal iletken görevi görür. Bunun nedeni atomik yapısının 68°C'nin üzerindeki sıcaklıklarda oda sıcaklığında kristal yapıdan metalik yapıya dönüşebilmesi ve geçişin 1 nanosaniyeden daha kısa sürede gerçekleşmesidir ki bu da elektronik uygulamalar için bir avantajdır. İlgili araştırmalar birçok insanı vanadyum dioksitin gelecekteki elektronik endüstrisi için devrim niteliğinde bir malzeme olabileceğine inandırdı.

İsviçre'deki bir üniversitedeki araştırmacılar, vanadyum dioksit filmine nadir bir metal malzeme olan germanyum ekleyerek vanadyum dioksitin faz geçiş sıcaklığını 100°C'nin üzerine çıkardı. İlk kez ultra kompakt, ayarlanabilir frekans filtreleri oluşturmak için vanadyum dioksit ve faz değiştirme anahtarlama teknolojisini kullanarak RF uygulamalarında bir atılım gerçekleştirdiler. Bu yeni filtre türü özellikle uzay iletişim sistemlerinin kullandığı frekans aralığına uygundur.

Ek olarak vanadyum dioksitin direnç ve kızılötesi geçirgenliği gibi fiziksel özellikleri de dönüşüm süreci sırasında büyük ölçüde değişecektir. Bununla birlikte, VO2'nin akıllı pencereler, kızılötesi dedektörler vb. gibi birçok uygulaması sıcaklığın oda sıcaklığına yakın olmasını gerektirir ve katkılama, faz geçiş sıcaklığını etkili bir şekilde azaltabilir. VO2 filmindeki tungsten elementinin katkılanması, filmin faz geçiş sıcaklığını yaklaşık oda sıcaklığına düşürebilir, dolayısıyla tungsten katkılı VO2'nin geniş uygulama olanakları vardır.

Hongwu Nano'nun mühendisleri, vanadyum dioksitin faz geçiş sıcaklığının katkılama, stres, tane boyutu vb. ile ayarlanabileceğini buldu. Katkı elementleri tungsten, tantal, niyobyum ve germanyum olabilir. Tungsten katkılama en etkili katkılama yöntemi olarak kabul edilir ve faz geçiş sıcaklığının ayarlanmasında yaygın olarak kullanılır. %1 tungsten katkısı, vanadyum dioksit filmlerinin faz geçiş sıcaklığını 24 °C kadar azaltabilir.

Firmamızın stoktan temin edebildiği saf faz nano-vanadyum dioksit ve tungsten katkılı vanadyum dioksitin özellikleri aşağıdaki gibidir:

1. Nano vanadyum dioksit tozu, katkısız, saf faz, faz geçiş sıcaklığı 68°C'dir

2. %1 tungsten (%W1-VO2) katkılı vanadyum dioksit, faz geçiş sıcaklığı 43°C'dir

3. %1,5 tungsten (%W1,5 -VO2) katkılı vanadyum dioksit, faz geçiş sıcaklığı 32°C'dir

4. %2 tungsten (%W2-VO2) katkılı vanadyum dioksit, faz geçiş sıcaklığı 25°C'dir

5. %2 tungsten (%W2-VO2) katkılı vanadyum dioksit, faz geçiş sıcaklığı 20°C'dir

Yakın gelecekte, tungsten katkılı vanadyum dioksit içeren bu akıllı pencereler dünyanın her yerine kurulabilecek ve yıl boyunca çalışabilecek.