Prinsip termokromisme terutama menyesuaikan input radiasi matahari (panjang gelombang terkonsentrasi pada 190-3000nm) energi dan output energi blackbody melalui jendela berdasarkan suhu sekitar. Bahan termokromik akan mengubah transparansi, absorbansi, dan warna saat suhu berubah. Thermochromic dapat digunakan sebagai strategi desain pasif untuk menyesuaikan transmitansi inframerah-dekat sambil mempertahankan transmitansi cahaya yang terlihat, tanpa perlu energi eksternal atau operasi manual. Oleh karena itu, jendela pintar termokromik telah menjadi topik penelitian panas dalam membangun jendela hemat energi karena strukturnya yang sederhana dan prospek aplikasi yang luas.
Vanadium dioksida (VO2)adalah bahan perubahan fase yang diinduksi secara termal yang telah menarik banyak perhatian di bidang jendela pintar. Karakteristik utama VO2 adalah bahwa transisi logam reversibel ke isolator (MIT) terjadi pada T ≈ 67 ℃, yang dapat digunakan secara langsung sebagai bahan film termokromik. Transisi dari logam ke isolator dalam film tipis VO2 disertai dengan perubahan tiba-tiba dalam transmitansi inframerah dekat: t> 67 ℃, dalam keadaan logam rutil tetragonal, transmitansi inframerah menurun secara signifikan dan menjadi semi transparan; T ＜ 67 ℃, keadaan semikonduktor monoklinik, transmitansi inframerah tinggi, transparan [12-13]. Sekitar 50% energi radiasi matahari terkonsentrasi pada pita inframerah dekat, hanya dalam kisaran VO2 yang mengatur transmitansi matahari sebelum dan sesudah transisi fase. Idealnya, di musim dingin, jendela pintar berbasis VO2 dapat memungkinkan sebagian besar radiasi matahari memasuki ruangan; Di musim panas, VO2 menjalani transisi fase dan cahaya inframerah dekat terutama dipantulkan di luar ruangan untuk mencegah kenaikan suhu dalam ruangan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2C. Untuk menerapkannya pada jendela hemat energi yang cerdas, suhu transisi fase VO2 dapat dikurangi hingga suhu kamar atau bahkan lebih rendah melalui doping, kontrol mikrostruktur, komposit, hibridisasi dan metode lainnya. Karena suhu transisi fase VO2 anorganik yang paling dekat dengan suhu kamar, dan transisi fase yang cepat dan reversibel dengan pengulangan yang baik, film tipis VO2 adalah pilihan yang lebih disukai untuk generasi berikutnya dari pelapis peredupan cerdas.
Proses persiapan film tipis VO2 terutama mencakup sputtering magnetron fisik, sol-gel, deposisi uap kimia, hidrotermal dan deposisi laser berdenyut. Para peneliti di rumah dan di luar negeri telah melakukan banyak pekerjaan dan mencapai hasil yang bermanfaat dalam persiapan, mekanisme transisi fase, dan peningkatan efisiensi peredupan film tipis VO2. Namun, masih ada hambatan dan tantangan dalam transisi dari laboratorium ke aplikasi praktis, seperti suhu transisi fase VO2 tinggi, efisiensi rendah regulasi cahaya matahari, transmitansi cahaya yang terlihat rendah, stabilitas cuaca yang buruk, dan warna yang tidak menarik (kuning kecoklatan). The research on VO modification includes element doping, multi-layer film structure design, microstructure design, etc. The Jin Pingshi research group at the Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Academy of Sciences, a representative research institution in China, has done a lot of systematic work in this area: doping of VO2 based smart windows, microstructure design and regulation, multi-layer composite, multifunctionality, working performance, low-temperature Persiapan fleksibel, regulasi warna, kenyamanan kulit, keramahan antibakteri dan lingkungan, dll.
Selain bahan pintar VO2, saat ini, banyak bahan responsif termal baru, termasuk hidrogel, cairan ionik, perovskit dan metamaterial, juga digunakan dalam penelitian jendela pintar termokromik.
Sat Nano adalah salah satu pemasok terbaik Nanopowder Vanadium Dioxide VO2 di Cina, kami dapat memasok partikel nano dan partikel mirco, jika Anda memiliki pertanyaan, jangan ragu untuk menghubungi kami di sales03@satnano.com
