Les fenêtres contribuent jusqu'à 60 % à la perte d'énergie dans les bâtiments. Par temps chaud, les fenêtres sont chauffées de l’extérieur, rayonnant de l’énergie thermique dans le bâtiment. Lorsqu’il fait froid dehors, les fenêtres chauffent de l’intérieur et rayonnent de la chaleur vers l’environnement extérieur. Ce processus est appelé refroidissement radiatif. Cela signifie que les fenêtres ne sont pas efficaces pour maintenir le bâtiment aussi chaud ou frais qu’il devrait l’être.

Serait-il possible de développer un verre capable d’activer ou de désactiver cet effet de refroidissement radiatif de lui-même en fonction de sa température ? La réponse est oui.

La loi Wiedemann-Franz stipule que plus la conductivité électrique du matériau est bonne, meilleure est la conductivité thermique. Cependant, le dioxyde de vanadium constitue une exception et ne respecte pas cette loi.

Les chercheurs ont ajouté une fine couche de dioxyde de vanadium, un composé qui passe d'isolant à conducteur à environ 68°C, sur un côté du verre. Le dioxyde de vanadium (VO2) est un matériau fonctionnel doté de propriétés typiques de transition de phase induite thermiquement. Sa morphologie peut être convertie entre un isolant et un métal. Il se comporte comme un isolant à température ambiante et comme un conducteur métallique à des températures supérieures à 68°C. Cela est dû au fait que sa structure atomique peut être transformée d’une structure cristalline à température ambiante en une structure métallique à des températures supérieures à 68 °C, et que la transition se produit en moins d’une nanoseconde, ce qui constitue un avantage pour les applications électroniques. Des recherches connexes ont amené de nombreuses personnes à croire que le dioxyde de vanadium pourrait devenir un matériau révolutionnaire pour la future industrie électronique.

Des chercheurs d'une université suisse ont augmenté la température de transition de phase du dioxyde de vanadium au-dessus de 100°C en ajoutant du germanium, un métal rare, au film de dioxyde de vanadium. Ils ont réalisé une percée dans les applications RF, en utilisant pour la première fois le dioxyde de vanadium et la technologie de commutation à changement de phase pour créer des filtres de fréquence ultra-compacts et accordables. Ce nouveau type de filtre est particulièrement adapté à la gamme de fréquences utilisée par les systèmes de communication spatiale.

De plus, les propriétés physiques du dioxyde de vanadium, telles que la résistivité et la transmission infrarouge, changeront radicalement au cours du processus de transformation. Cependant, de nombreuses applications du VO2 nécessitent que la température soit proche de la température ambiante, telles que : les fenêtres intelligentes, les détecteurs infrarouges, etc., et le dopage peut réduire efficacement la température de transition de phase. Le dopage d'un élément de tungstène dans le film VO2 peut réduire la température de transition de phase du film à environ la température ambiante, de sorte que le VO2 dopé au tungstène a de larges perspectives d'application.

Les ingénieurs de Hongwu Nano ont découvert que la température de transition de phase du dioxyde de vanadium peut être ajustée par dopage, contrainte, granulométrie, etc. Les éléments dopants peuvent être le tungstène, le tantale, le niobium et le germanium. Le dopage au tungstène est considéré comme la méthode de dopage la plus efficace et est largement utilisé pour ajuster la température de transition de phase. Le dopage à 1 % de tungstène peut réduire la température de transition de phase des films de dioxyde de vanadium de 24 °C.

Les spécifications du dioxyde de nano-vanadium en phase pure et du dioxyde de vanadium dopé au tungstène que notre société peut fournir en stock sont les suivantes :

1. Poudre de dioxyde de nano vanadium, phase pure non dopée, température de transition de phase est de 68 ℃

2. Dioxyde de vanadium dopé avec 1% de tungstène (W1%-VO2), la température de transition de phase est de 43℃

3. Dioxyde de vanadium dopé avec 1,5 % de tungstène (W1,5 %-VO2), la température de transition de phase est de 32 ℃

4. Dioxyde de vanadium dopé avec 2 % de tungstène (W2 %-VO2), la température de transition de phase est de 25 ℃

5. Dioxyde de vanadium dopé avec 2 % de tungstène (W2 %-VO2), la température de transition de phase est de 20 ℃

Dans un avenir proche, ces fenêtres intelligentes au dioxyde de vanadium dopé au tungstène pourront être installées partout dans le monde et fonctionner toute l’année.