VO<sub>2</sub>-based active tunable emittance thermochromic flexible coatings
N. Numan, B. Mabakachaba, A. Simo, Z.Y. Nuru, M. Maaza
Abstract
This contribution reports, for what we believe is the first time, on <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mml:msub> <mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mml:mi mathvariant="normal">V</mml:mi> <mml:mi mathvariant="normal">O</mml:mi> </mml:mrow> </mml:mrow> <mml:mn>2</mml:mn> </mml:msub> </mml:mrow> </mml:math> -based thin-film coatings on flexible Al substrates exhibiting a tunable positive emittance-switching <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi> <mml:mi>ε</mml:mi> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo> <mml:msub> <mml:mi>ε</mml:mi> <mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mml:mi mathvariant="normal">H</mml:mi> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mml:mtext>-</mml:mtext> </mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>ε</mml:mi> <mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mml:mi mathvariant="normal">L</mml:mi> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo> <mml:mo>></mml:mo> <mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:math> . More precisely, a layered stack of a- <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mml:mi mathvariant="normal">S</mml:mi> <mml:mi mathvariant="normal">i</mml:mi> </mml:mrow> </mml:mrow> <mml:mspace width="negativethinmathspace"/> <mml:mo>:</mml:mo> <mml:mspace width="negativethinmathspace"/> <mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mml:mi mathvariant="normal">H</mml:mi> </mml:mrow> </mml:mrow> <mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mml:mo>/</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mml:mi mathvariant="normal">S</mml:mi> <mml:mi mathvariant="normal">i</mml:mi> </mml:mrow> </mml:mrow> <mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mml:msub> <mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mml:mi mathvariant="normal">O</mml:mi> </mml:mrow> </mml:mrow> <mml:mn>2</mml:mn> </mml:msub> </mml:mrow> <mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mml:mo>/</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mml:msub> <mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mml:mi mathvariant="normal">V</mml:mi> <mml:mi mathvariant="normal">O</mml:mi> </mml:mrow> </mml:mrow> <mml:mn>2</mml:mn> </mml:msub> </mml:mrow> </mml:math> on flexible Al sheets presents minimum and maximum values of emissivity of about 0.18 and 0.57 at 40ºC and 83ºC, respectively, and hence allows an emittance-switching <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi> <mml:mi>ε</mml:mi> </mml:math> of 0.39 and a relative variation <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi> <mml:mi>ε</mml:mi> <mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mml:mo>/</mml:mo> </mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>ε</mml:mi> <mml:mi mathvariant="normal">Λ</mml:mi> </mml:msub> </mml:math> of <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mml:mspace width="thinmathspace"/> <mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mml:mo>∼</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"> <mml:mn>217</mml:mn> </mml:mrow> </mml:mrow> <mml:mi mathvariant="normal">%</mml:mi> </mml:math> . Such variations fit with the potential applications of such coatings as smart radiation devices in small satellites and spacecraft.