Vanadiinidioksidi

Vanadiinidioksidi (VO2) on yksi vanadiinin oksideista. Yhdisteessä vanadiinin hapetusluku on +IV. Muita vanadiinin oksideita ovat divanadiinitrioksidi (V2O3) ja divanadiinipentoksidi (V2O5).

Rakenne 
Huoneenlämpötilassa vanadiinidioksidi on rakenteeltaan samankaltainen kuin rutiilimineraali. Se on kuitenkin hieman vääristynyt niin, että vanadiiniatomit ovat lähempänä toisiaan kuin titaaniatomit rutiilissa. Rakenteessa vanadiiatomien välillä on sidoksia.. Vanadiinidioksidin rakenne kuitenkin muuttuu 68 °C:n lämpötilassa. Vanadiiniatomien väliset sidokset katkeavat ja materiaalin ominaisuudet muuttuvat. Vanadiinidioksidi on alle 68 °C:n lämpötilassa puolijohde ja muuttuu kuumennettaessa johteeksi, jolloin sen resistiivisyys pienenee yhteen miljoonasosaan alkuperäisestä.

Valmistus, ominaisuudet ja käyttö 

Kun divanadiinipentoksidia kuumennetaan suhteellisen heikkojen pelkistimien kuten hiilimonoksidin, rikkidioksidin tai oksaalihapon kanssa, muodostuu vanadiinidioksidia. Yhdistettä voidaan valmistaa myös vanadiinioksitrikloridista, vanadyyliasetyyliasetonaatista tai vanadiinitri-isobutoksidista.

Korkeissa lämpötiloissa vedyn, hiilen tai hiilidioksidin kanssa vanadiinidioksidi muodostaa muita vanadiinin oksideita, joiden yleinen kaava on V2O2n-1. Yhdiste liukenee happoihin muodostaen vanadyyliyhdisteitä ja emäksiin muodostaen vanadaatti-ioneita.

Vanadiinidioksidista voidaan valmistaa hyvä johde lämmittämällä sitä tai kohdistamalla siihen vahva magneettikenttä. Tätä ominaisuutta voidaan hyödyntää elektroniikassa muun muassa erilaisissa kytkimissä ja antureissa. Elektroniikan sovellutuksissa yhdisteestä tehdään ohut kalvo laserstäeiden avulla.

Vanadiinidioksidia ja 1,9 % volframia käytetään valmistettaessa lämpösäteilyn läpipääsyä sääteleviä ikkunoita. Kun huoneenlämpötila on alle 29 °C ikkuna päästää läpi suurimman osan infrapunasäteilystä. lämpötilan noustessa tämän yli vanadiinidioksidi-ikkuna heijastaa osan säteilystä takaisin. Ikkunan haittapuolena on sen kellanvihreä väri.

Lähteet 

Oksidit
Vanadiiniyhdisteet