Home » Stiinta » Metalul care este conductor electric, dar şi izolator termic

Metalul care este conductor electric, dar şi izolator termic

Autor: Adrian Popovici 12.05.2019
Metalul care este conductor electric, dar şi  izolator termic
Dioxidul de vanadiu permite trecerea electricităţii, dar nu şi a căldurii.

Legea Wiedemann–Franz stipulează faptul că materialele care sunt bune conductoare electrice sunt şi bune conductoare termice. Totuşi,după cum a aflat echipa condusă de către fizicianul Junqiao Wu, de la Universitatea Berkeley, Statele Unite, există şi excepţii de la această regulă. Dioxidul de vanadiu se dovedeşte a fi un conductor electric şi, în mod surpinzător, un izolator termic, notează Science Alert.

Cercetătorii din cadrul Laboratorului de Ştiinţă a Materialelor din cadrul Universităţii Berkeley au descoperit că dioxidul de vanadiu contrazice legea Wiedemann–Franz atunci când este supus unei temperaturi de 67 grade Celsius. „A fost o descoperire neaşteptată”, a explicat cercetătorul Junqiao Wu.

Această descoperie schimbă modul în care cercetătorii înţeleg şi folosesc conductorii electrici. De asemenea, nu trebuie neglijată latura practică a acestei descoperiri: acest metal ar putea fi folosit pentru a converti căldura emisă de către motoare şi dispozitve  pentru a produce energie electrică sau pentru a crea izlolaţii termice mai bune pentru clădiri.

Oamenii de ştiinţă au mai descoperit de-a lungul timpului o serie de materiale care au proprietăţi asemănătoare dioxidului de vanadiu, totuşi, aceste proprietăţi sunt obţinute la temperaturi extrem de scăzute. Capacitatea acestui metal de a funcţiona la temperaturi peste temperatura camerei face ca el să reprezinte o alegere practică pentru noile tehnologii electrice moderne.

Studierea structurii moleculare a acestui material a relevat că conductivitatea termică a acestuia este de 10 ori mai mică faţă de predicţiile legii Wiedemann–Franz. Aceată diferenţă între modelul teoretic şi realitate se datorează electronilor din material. Structura dioxidului de vanadiu face ca electronii să se mişte în sincron şi nu într-un mod haotic cum ar face în metalele obişnuite. „Pentru electroni, căldura este o mişcare aleatorie. Metalele normale transportă căldura eficient, deoarece există atât de multe configuraţii microscopice diferite, încât electronii individuali pot sări între acestea”, explică dr. Wu.

Dioxidul de vanadiu devine transparent în jurul temperaturii de 30 de grade Celsius, iar atunci când ajunge la 60 poate reflecta lumina infraroşie; lumina observabilă de ochiul uman poate să traverseze acest material în continuare chiar şi în acest punct. Din această cauză, cercetătorul Fan Yang este de părere că acest material ar putea fi folosit pentru a stabiliza temperaturile. „Prin reglarea conductivităţii sale termice, materialul poate disipa eficient şi automat căldura în vara caldă, deoarece va avea o conductivitate termică ridicată, dar poate preveni pierderea de căldură în timpul iernii reci din cauza conductivităţii termice scăzute la temperaturi mai mici”, explică acesta.

Citeşte şi:

 

Cele mai noi articole
Lupta dintre o balenă cu cocoașă și 15 orci, surprinsă în premieră
Lupta dintre o balenă cu cocoașă și 15 orci, surprinsă în premieră
Ce animal înfățișează cea mai veche pictură rupestră descoperită până acum în Australia
Ce animal înfățișează cea mai veche pictură rupestră descoperită până acum în Australia
Cea mai precisă hartă plată a Pământului creată vreodată
Cea mai precisă hartă plată a Pământului creată vreodată
Facebook a lansat aplicaţia Bars, rivalul TikTok pentru rapperi
Facebook a lansat aplicaţia Bars, rivalul TikTok pentru rapperi
Cum vor afecta investițiile în Bitcoin de 1,5 miliarde dolari Tesla în 2021
Cum vor afecta investițiile în Bitcoin de 1,5 miliarde dolari Tesla în 2021
Numărul apicultorilor din România s-a înjumătăţit în cinci ani
Numărul apicultorilor din România s-a înjumătăţit în cinci ani
Hyundai recheamă 82.000 de mașini. Este una dintre cele mai costisitoare acțiuni din istorie
Hyundai recheamă 82.000 de mașini. Este una dintre cele mai costisitoare acțiuni din istorie
Mecanismul molecular al memoriei pe termen lung, descoperit în premieră de oamenii de știință
Mecanismul molecular al memoriei pe termen lung, descoperit în premieră de oamenii de știință
O singură doză din vaccinul Pfizer reduce transmiterea virală – studiu
O singură doză din vaccinul Pfizer reduce transmiterea virală – studiu
Două fenomene cerești extrem de rare, surprinse în aceeași imagine la Observatorul Gemini din Hawaii
Două fenomene cerești extrem de rare, surprinse în aceeași imagine la Observatorul Gemini din Hawaii
Opere de artă superbe, vechi de 4.600 de ani, au dezvăluit o specie dispărută de gâscă
Opere de artă superbe, vechi de 4.600 de ani, au dezvăluit o specie dispărută de gâscă
Globurile de Aur 2021, marii câștigători. Printre ei Nomadland, The Crown și The Queen’s Gambit
Globurile de Aur 2021, marii câștigători. Printre ei Nomadland, The Crown și The Queen’s Gambit
O profesoară din Italia a lăsat moștenire 25 de milioane de euro unor spitale și organizații
O profesoară din Italia a lăsat moștenire 25 de milioane de euro unor spitale și organizații
Gruparea secretă din care făcea parte Ion Creangă: ”Mă leg pe suflet şi pe Dumnezeu”
Gruparea secretă din care făcea parte Ion Creangă: ”Mă leg pe suflet şi pe Dumnezeu”
Vremea în luna martie. Ce temperaturi anunță meteorologii pentru începutul primăverii
Vremea în luna martie. Ce temperaturi anunță meteorologii pentru începutul primăverii
Site-ul care-ți poate reanima rudele moarte. Serviciul este gratuit
Site-ul care-ți poate reanima rudele moarte. Serviciul este gratuit
Hilde Krüger, cel mai carismatic agent al lui Hitler
Hilde Krüger, cel mai carismatic agent al lui Hitler
Inversarea polilor magnetici ai Pământului ar fi dus la dispariția în masă a neanderthalilor
Inversarea polilor magnetici ai Pământului ar fi dus la dispariția în masă a neanderthalilor