MXOY(M=Ti, Si, Zn, Al) kaplanmış VO2 nanoçubukların sentezi ve karakterizasyonu

Dünyadaki mevcut enerji kaynakları 21.Yüzyıl'ın başından bu yana hızla azalmaktadır. Enerji tasarrufu, bu enerji kıtlığını çözmenin etkili yollarından biridir. Vanadyum Dioksit (VO2) Tc = 68 °C'de yarıiletken monoklinik bir fazdan metalik rutil faza geri dönüşümlü şekilde geçen ve bu özelliği sayesinde ilgi çeken ve yaygın bir şekilde kullanılan inorganik bir malzemedir. Metalik fazdaki kızılötesi geçirgenliğin ani düşüşü, VO2'i binalardaki enerji tüketimini azaltmak için yapılan termokromik akıllı camların yapımında kullanılabilir adaylardan biri yapmaktadır. Ancak uygulamada, bazı kısıtlamalardan dolayı problemlere karşılaşılmaktadır. Bunların arasında yüksek geçiş sıcaklığı, düşük optik geçirgenlik, çevresel etkenlere karşı kararsızlık ve istenmeyen güneş enerjisi modülasyonu sayılabilir. Bu problemleri çözebilmek için elementel katkılama, yüzey kaplama gibi birçok yöntem önerilmiştir. Bunların arasında önerilen kaplanmış nanoparçacık yapısı, bu problemlerin birçoğuna çözüm önerdiği için en etkili yöntemlerden biridir. Bu çalışmanın ilk aşamasında VO2 nanoçubuklar en yaygın sentezleme yöntemlerinden biri olan hidrotermal yöntem kullanılarak sentezlenip, uygun tavlama şartlarında sentezlenen malzemenin monoklinik faza geçmesi sağlanmıştır. Ardından VO2 nanoçubuklar çeşitli metal oksitlerle kaplanarak önerilen çekirdek@kabuk yapılar (VO2@SiO2, VO2@TiO2, VO2@Al2O3, VO2@ZnO) hazırlanmıştır. Metal oksitlerle kaplanan VO2 nanoçubuklar DMF içerisinde çözünerek hazırlanan çözelti, PVB içerisine belirli oranlarda yayılarak cam alttaşlar üzerinde filmler hazırlanmış, yapısal, morfolojik ve optik özellikleri karakterize edilmiştir. Bu çekirdek@kabuk yapılarının faz geçiş sıcaklığı M-VO2'in faz geçiş sıcaklığına göre bir miktar düşmekle birlikte M-VO2'in zayıf olan çevresel kararlılığı da iyileştirilmiştir. Bu yapıların termokromik uygulamalar için umut vaat ettiği düşünülmektedir.