研究人員已經開發出一種能夠精確設計二氧化釩相變溫度的方法，未來可能用於光學、隱身、熱調節的可調材料。這種方法就是使用離子束轟炸樣品特定區域產生缺陷，利用缺陷實現對相變溫度的控制。
一個多機構團隊的研究人員們已經開發出一種能夠精確設計二氧化釩相變溫度的方法，而二氧化釩可以應用於從家用電器到衛星等高科技裝備中。他們的成果發表在最近的Nano Letters雜誌上，可能會用於製造新型光學、隱身、熱調節等可調材料。
該研究的資深作者，也是威斯康星大學麥迪遜分校電子與信息學院的教授Mikhail Kats指出：「從本質上說，任何光學部件若是擁有可調節的性能都將會更好。」而可變材料就可以根據需求改變其固有的光學性質，不依賴於機械部件聚焦鏡頭或望遠鏡目鏡。
50多年前,科學家們就已經知道像二氧化釩一樣的物質可以在不透明和透明之間的轉換。然而,這種材料只有在一系列特定的條件下才能實現轉換,這就限制了它的適用性。
Kats指出：「大多數相變材料在遠離室溫下發生改變，因此很難應用在設備上。」
研究人員們不僅將二氧化釩的固有轉變點從155度降至70度以下,而且能夠成功地將其相變溫度調節至一些列特定的溫度(從室溫到三分熟漢堡的溫度)。
合作者Shriram Ramanathan，普渡大學材料工程學院的教授指出「這一發現將會打開光子設備的新世界。」
此外,由於光學和物理性質都遵循相同的基本原理，因此二氧化釩的熱導率和電導率也會因相變而轉變。例如，這類材料可在應對環境變化的家用智能牆壁或窗戶上使用。
Kats解釋說「被設計成在高溫下有效發光的器件可以用作被動溫度監管器,而不需要外部電路或電源。」
這一前所未有的多功能性的材料也可用作新型熱隱身材料。
Kats 指出：「在任何溫度下都輻射出等量熱的這一結構設計，可以隱藏物體，躲過紅外攝像機的捕捉。」
之前，研究人員們試圖引入雜質來改變二氧化釩的轉變溫度,以統一改變材料的表面。
然而，Kats和他的同事們用高能離子轟擊二氧化釩的特定區域。離子輻射使得材料中產生缺陷,通常會有想像不到的效果。然而, 來自德國席勒耶拿大學的固體物理學教授兼合作者Carsten Ronning指出研究人員的高明之處就在於利用了這些缺陷。
他指出：「我們所採用的方法的精妙之處在於利用這些『意想不到』的缺陷。」
指定離子束轟擊特定表面區域使研究人員可以對材料進行納米尺度的加工。
Kats說道：「我們可以控制樣品任何區域的轉變溫度，其精度可達20納米左右，同時還可實現具有多相變材料的開發。」
這一技術能夠設計和開發基於溫度選擇性改變的新型光學偏振器。