창문은 건물에서 손실되는 에너지의 최대 60%를 차지합니다. 더운 날씨에는 창문이 외부에서 가열되어 열에너지를 건물 안으로 방출합니다. 외부가 추울 때 창문은 내부에서 가열되어 외부 환경으로 열을 방출합니다. 이 과정을 복사냉각이라고 합니다. 이는 창문이 건물을 필요한 만큼 따뜻하게 또는 시원하게 유지하는 데 효과적이지 않다는 것을 의미합니다.
온도에 따라 스스로 복사 냉각 효과를 켜거나 끌 수 있는 유리를 개발할 수 있을까요? 대답은 '예'입니다.
Wiedemann-Franz 법칙에 따르면 재료의 전기 전도성이 좋을수록 열 전도성도 좋아집니다. 그러나 이산화바나듐 물질은 예외이므로 이 법칙을 따르지 않습니다.
연구진은 약 68°C에서 절연체에서 도체로 변하는 화합물인 이산화바나듐의 얇은 층을 유리 한쪽 면에 추가했습니다. 이산화바나듐(VO2)은 일반적인 열 유도 상전이 특성을 갖는 기능성 물질입니다. 그 형태는 절연체와 금속 사이에서 변환될 수 있습니다. 실온에서는 절연체로 작용하고 68°C 이상의 온도에서는 금속 도체로 작용합니다. 이는 68°C 이상의 온도에서 원자 구조가 실온 결정 구조에서 금속 구조로 변형될 수 있고, 전이가 1나노초 이내에 발생하기 때문에 전자 응용 분야에 유리합니다. 관련 연구를 통해 많은 사람들은 이산화바나듐이 미래 전자 산업의 혁명적인 소재가 될 수 있다고 믿게 되었습니다.
스위스의 한 대학 연구진은 이산화바나듐 필름에 희귀 금속 물질인 게르마늄을 첨가해 이산화바나듐의 상전이 온도를 100°C 이상으로 높였다. 그들은 이산화 바나듐과 위상 변화 스위칭 기술을 사용하여 처음으로 초소형 조정 가능한 주파수 필터를 만드는 등 RF 응용 분야에서 획기적인 발전을 이루었습니다. 이 새로운 유형의 필터는 우주 통신 시스템에서 사용되는 주파수 범위에 특히 적합합니다.
또한, 저항률 및 적외선 투과율과 같은 이산화바나듐의 물리적 특성은 변형 과정에서 급격하게 변합니다. 그러나 VO2의 많은 응용 분야에서는 스마트 창문, 적외선 감지기 등과 같이 온도가 실온에 가까워야 하며 도핑은 상전이 온도를 효과적으로 낮출 수 있습니다. VO2 필름에 텅스텐 원소를 도핑하면 필름의 상전이 온도를 실온 근처로 낮출 수 있으므로 텅스텐이 도핑된 VO2는 광범위한 응용 가능성을 가지고 있습니다.
Hongwu Nano의 엔지니어들은 이산화바나듐의 상전이 온도가 도핑, 응력, 입자 크기 등에 의해 조정될 수 있음을 발견했습니다. 도핑 요소는 텅스텐, 탄탈륨, 니오븀 및 게르마늄일 수 있습니다. 텅스텐 도핑은 가장 효과적인 도핑 방법으로 간주되며 상전이 온도를 조정하는 데 널리 사용됩니다. 1% 텅스텐을 도핑하면 이산화바나듐 필름의 상전이 온도를 24°C까지 낮출 수 있습니다.
당사가 재고로 공급할 수 있는 순수상 나노이산화바나듐 과 텅스텐이 첨가된 이산화바나듐 의 사양은 다음과 같습니다.
1. 나노 이산화바나듐 분말, 도핑되지 않은 순수 상, 상전이 온도는 68℃
2. 1% 텅스텐(W1%-VO2)이 첨가된 이산화바나듐, 상전이 온도는 43℃입니다.
3. 1.5% 텅스텐(W1.5%-VO2)이 도핑된 이산화바나듐, 상전이 온도는 32℃입니다.
4. 2% 텅스텐(W2%-VO2)이 첨가된 이산화바나듐, 상전이 온도는 25℃입니다.
5. 2% 텅스텐(W2%-VO2)이 첨가된 이산화바나듐, 상전이 온도는 20℃입니다.
가까운 미래에 텅스텐이 첨가된 이산화바나듐이 포함된 이 스마트 창문은 전 세계에 설치되어 일년 내내 작동될 수 있습니다.
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