Las ventanas contribuyen hasta el 60% de la energía perdida en los edificios. Cuando hace calor, las ventanas se calientan desde el exterior, irradiando energía térmica al edificio. Cuando hace frío afuera, las ventanas se calientan desde el interior e irradian calor al ambiente exterior. Este proceso se llama enfriamiento radiativo. Esto significa que las ventanas no son efectivas para mantener el edificio tan cálido o fresco como necesita.

¿Sería posible desarrollar un vidrio que pueda activar o desactivar este efecto de enfriamiento radiativo por sí solo dependiendo de su temperatura? La respuesta es sí.

La ley de Wiedemann-Franz establece que cuanto mejor sea la conductividad eléctrica del material, mejor será la conductividad térmica. Sin embargo, el material de dióxido de vanadio es una excepción, que no obedece esta ley.

Los investigadores añadieron una fina capa de dióxido de vanadio, un compuesto que cambia de aislante a conductor a unos 68°C, en un lado del vidrio. El dióxido de vanadio (VO2) es un material funcional con propiedades típicas de transición de fase inducida térmicamente. Su morfología se puede convertir entre un aislante y un metal. Se comporta como aislante a temperatura ambiente y como conductor metálico a temperaturas superiores a 68°C. Esto se debe a que su estructura atómica puede transformarse de una estructura cristalina a temperatura ambiente a una estructura metálica a temperaturas superiores a 68 °C, y la transición se produce en menos de 1 nanosegundo, lo que supone una ventaja para las aplicaciones electrónicas. Investigaciones relacionadas han llevado a muchas personas a creer que el dióxido de vanadio puede convertirse en un material revolucionario para la futura industria electrónica.

Investigadores de una universidad suiza aumentaron la temperatura de transición de fase del dióxido de vanadio por encima de los 100°C añadiendo germanio, un material metálico raro, a la película de dióxido de vanadio. Han logrado un gran avance en las aplicaciones de RF, utilizando dióxido de vanadio y tecnología de conmutación de cambio de fase para crear por primera vez filtros de frecuencia sintonizables ultracompactos. Este nuevo tipo de filtro es especialmente adecuado para el rango de frecuencia utilizado por los sistemas de comunicaciones espaciales.

Además, las propiedades físicas del dióxido de vanadio, como la resistividad y la transmitancia infrarroja, cambiarán drásticamente durante el proceso de transformación. Sin embargo, muchas aplicaciones de VO2 requieren que la temperatura esté cerca de la temperatura ambiente, como: ventanas inteligentes, detectores de infrarrojos, etc., y el dopaje puede reducir eficazmente la temperatura de transición de fase. El elemento de tungsteno dopado en la película de VO2 puede reducir la temperatura de transición de fase de la película a aproximadamente la temperatura ambiente, por lo que el VO2 dopado con tungsteno tiene amplias perspectivas de aplicación.

Los ingenieros de Hongwu Nano descubrieron que la temperatura de transición de fase del dióxido de vanadio se puede ajustar mediante dopaje, tensión, tamaño de grano, etc. Los elementos dopantes pueden ser tungsteno, tantalio, niobio y germanio. El dopaje con tungsteno se considera el método de dopaje más eficaz y se utiliza ampliamente para ajustar la temperatura de transición de fase. El dopado con 1% de tungsteno puede reducir la temperatura de transición de fase de las películas de dióxido de vanadio en 24 °C.

Las especificaciones del dióxido de nanovanadio en fase pura y del dióxido de vanadio dopado con tungsteno que nuestra empresa puede suministrar en stock son las siguientes:

1. Nano dióxido de vanadio en polvo, sin dopar, fase pura, la temperatura de transición de fase es 68 ℃

2. Dióxido de vanadio dopado con 1% de tungsteno (W1%-VO2), la temperatura de transición de fase es de 43 ℃

3. Dióxido de vanadio dopado con 1,5% de tungsteno (W1,5%-VO2), la temperatura de transición de fase es de 32 ℃

4. Dióxido de vanadio dopado con 2% de tungsteno (W2%-VO2), la temperatura de transición de fase es de 25 ℃

5. Dióxido de vanadio dopado con 2% de tungsteno (W2%-VO2), la temperatura de transición de fase es de 20 ℃

De cara al futuro próximo, estas ventanas inteligentes con dióxido de vanadio dopado con tungsteno podrán instalarse en todo el mundo y funcionar durante todo el año.