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| 发布时间:2011/5/11 |
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钒氧化纳米线在较低温度可透过红外光，温度升高就会开始反射红外光，相变触发温度是32.22℃，掺杂钨，可使相变温度降低到7℃。
布法罗大学（University at Buffalo）的新材料科学研究可能会加速创造“智能”窗户，这种玻璃窗反射太阳热量是在炎热的夏天，而透进热量是在寒冷的天气。
布法罗大学的萨巴吉特•班纳吉和扫描电子显微镜图像，图中是有钨掺杂的钒氧化物纳米线，它有一个相变温度，接近室温。来源：布法罗大学
研究结果涉及到一种独特类型的合成化合物，这种化合物可透过红外光，但只是在较低温度会这样，它们会经过一种相变（phase transition），开始反射红外线，当它们受热超过某一特定温度时就会这样。
有文章详细介绍了这些新发现，刊登在4月7日的《物理化学快报杂志》（Journal of Physical Chemistry Letters）封面。另有论文发表在网上，或发表在《晶体工作通讯》（CrystEngComm），以及《材料化学和物理评论杂志B》（Journal of Materials Chemistry and Physical Review B）上。
在论文中，布法罗大学的研究人员报告说，他们已成功操纵了触发温度，使用的钒氧化物（vanadium oxide），就是一种这样的材料。这一进展是至关重要的一步，可以使这种化合物用于各个领域，如作为涂层，用于节能窗。
制备的钒氧化物是作为纳米材料，而不是采用大尺寸，这样，科学家就成功地降低了这种化合物的触发点，从153华氏度（67.22℃）降低到90华氏度（32.22℃）。掺杂钒氧化纳米线与钨（tungsten），可以使温度进一步下降，低至7℃。钼（Molybdenum）的掺杂有类似效果，但影响较小。
研究人员还发现，他们诱导相变，也可采用电流，不用热。
布法罗大学的化学家萨巴吉特•班纳吉（Sarbajit Banerjee）领导这项研究，合作者萨姆般达姆西•干那帕西（Sambandamurthy Ganapathy）是物理学助理教授，他们负责《物理评论B》的研究，就是研究使用电流。
“当然，我们更接近了，超过了以往，可以把这些材料集成到窗玻璃涂层和其他系统，以感应红外光，”班纳吉说，他是一位助理教授。“我们发现的是一个例证，说明多大的差别会由有限的尺寸造成。你有一种材料，就像钒氧化物，它的相变温度过高，难以使用，你把它制成一种纳米材料，然后就可以使用了。“
班纳吉和干那帕西以前领导的研究项目表明，在纳米级的形态，另外两种合成化合物，就是 铜钒化物（copper vanadate）和钒钾化物（potassium vanadate），表现出的相变类似钒氧化物。
班纳吉的工作已引起了国家可再生能源实验室的关注，这所实验室已经联系他，讨论开发窗户涂层，提高建筑物的能源效率，用于加热或空调系统。这项技术尤其可以使用在一些地方，像凤凰城（Phoenix）和拉斯维加斯（Las Vegas）就经历着极端的夏季气温。
除了智能窗，钒氧化物也可以用于其他一些产品，包括电脑芯片，夜视仪器和导弹制导系统，班纳吉说。
两大奖项资助了班纳吉的材料研究：一个是科特雷尔学者奖（Cottrell Scholar Award），颁发者是科技进步研究公司（Research Corporation for Science Advancement），是今年宣布的，另一个是美国国家科学基金会成就奖（National Science Foundation CAREER award），这是该基金会最负盛名的奖项，是颁发给初级研究人员的。
更多内容 http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jz101640n
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| 作者: |
研究会秘书处 |
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研究会秘书处 |
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