חלונות תורמים עד 60% מהאנרגיה שאבדה בבניינים.במזג אוויר חם, החלונות מחוממים מבחוץ, ומקרינים אנרגיה תרמית לתוך המבנה.כשקר בחוץ, החלונות מתחממים מבפנים, והם מקרינים חום לסביבה החיצונית.תהליך זה נקרא קירור קרינתי.המשמעות היא שחלונות אינם יעילים בשמירה על הבניין חם או קריר כפי שהוא צריך להיות.

האם ניתן לפתח זכוכית שיכולה להפעיל או לכבות את אפקט הקירור הקריני הזה בעצמה בהתאם לטמפרטורה שלה?התשובה היא כן.

חוק וידמן-פרנץ קובע שככל שהמוליכות החשמלית של החומר טובה יותר, כך המוליכות התרמית טובה יותר.עם זאת, חומר ונדיום דו חמצני הוא חריג, שאינו מציית לחוק זה.

החוקרים הוסיפו שכבה דקה של ונדיום דו-חמצני, תרכובת שמשתנה ממבודד למוליך בסביבות 68 מעלות צלזיוס, לצד אחד של הזכוכית.ונדיום דו חמצני (VO2)הוא חומר פונקציונלי עם תכונות מעבר פאזה אופייניות המושרה תרמית.ניתן להמיר את המורפולוגיה שלו בין מבודד למתכת.הוא מתנהג כמבודד בטמפרטורת החדר וכמוליך מתכת בטמפרטורות מעל 68 מעלות צלזיוס.זאת בשל העובדה שניתן להפוך את המבנה האטומי שלו ממבנה גבישי בטמפרטורת החדר למבנה מתכתי בטמפרטורות מעל 68 מעלות צלזיוס, והמעבר מתרחש תוך פחות מ-1 ננו-שנייה, וזה יתרון ליישומים אלקטרוניים.מחקרים קשורים הובילו אנשים רבים להאמין כי ונדיום דו חמצני עשוי להפוך לחומר מהפכני עבור תעשיית האלקטרוניקה העתידית.

חוקרים באוניברסיטה בשווייץ העלו את טמפרטורת מעבר הפאזות של ונדיום דו חמצני למעל 100 מעלות צלזיוס על ידי הוספת גרמניום, חומר מתכת נדיר, לסרט ונדיום דו חמצני.הם עשו פריצת דרך ביישומי RF, תוך שימוש בטכנולוגיית מיתוג ונדיום ושינוי פאזה כדי ליצור מסנני תדרים קומפקטיים במיוחד הניתנים לכיוון בפעם הראשונה.סוג מסנן חדש זה מתאים במיוחד לטווח התדרים המשמשים את מערכות תקשורת חלל.

בנוסף, התכונות הפיזיקליות של ונדיום דו חמצני, כגון התנגדות והעברת אינפרא אדום, ישתנו באופן דרסטי במהלך תהליך הטרנספורמציה.עם זאת, יישומים רבים של VO2 דורשים שהטמפרטורה תהיה קרובה לטמפרטורת החדר, כגון: חלונות חכמים, גלאי אינפרא אדום וכו', וסימום יכול למעשה להפחית את טמפרטורת מעבר הפאזה.סימום אלמנט טונגסטן בסרט VO2 יכול להפחית את טמפרטורת מעבר הפאזות של הסרט לסביבות טמפרטורת החדר, ולכן ל-VO2 המסומם בטונגסטן יש סיכויי יישום רחבים.

המהנדסים של Hongwu Nano מצאו שניתן להתאים את טמפרטורת מעבר הפאזות של ונדיום דו-חמצני על ידי סימום, מתח, גודל גרגר וכו'. יסודות הסימום יכולים להיות טונגסטן, טנטלום, ניוביום וגרמניום.סימום טונגסטן נחשב לשיטת הסימום היעילה ביותר ונמצא בשימוש נרחב כדי להתאים את טמפרטורת מעבר הפאזה.סימום 1% טונגסטן יכול להפחית את טמפרטורת מעבר הפאזות של סרטי ונדיום דו-חמצני ב-24 מעלות צלזיוס.

המפרטים של ננו-ונדיום דו-חמצני טהור וונדיום דו-חמצני מסומם בטונגסטן שהחברה שלנו יכולה לספק מהמלאי הם כדלקמן:

1. אבקת ננו ונדיום דו חמצני, לא מסומנת, פאזה טהורה, טמפרטורת מעבר פאזה היא 68℃

2. ונדיום דו חמצני מסומם ב-1% טונגסטן (W1%-VO2), טמפרטורת מעבר הפאזות היא 43℃

3. ונדיום דו חמצני מסומם ב-1.5% טונגסטן (W1.5%-VO2), טמפרטורת מעבר הפאזה היא 32℃

4. ונדיום דו חמצני מסומם ב-2% טונגסטן (W2%-VO2), טמפרטורת מעבר הפאזה היא 25℃

5. ונדיום דו חמצני מסומם ב-2% טונגסטן (W2%-VO2), טמפרטורת מעבר הפאזה היא 20℃

בציפייה לעתיד הקרוב, ניתן להתקין את החלונות החכמים הללו עם ונדיום דו-חמצני מסומם בטונגסטן בכל רחבי העולם ולעבוד כל השנה.