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
De câți oameni va avea nevoie o colonie pe Marte?
De câți oameni va avea nevoie o colonie pe Marte?
Un studiu arată că românii sunt optimiști. Când cred că vor scăpa de pandemia de coronavirus
Un studiu arată că românii sunt optimiști. Când cred că vor scăpa de pandemia de coronavirus
O cercetătoare a suferit de o maladie cerebrală la șapte ani după un accident cu mostre de ”boala vacii nebune”
O cercetătoare a suferit de o maladie cerebrală la șapte ani după un accident cu mostre de ”boala vacii nebune”
Când se vor afişa rezultatele complete de la Evaluarea Naţională (Capacitate) 2020. Edu.ro anunţă notele pe judeţe
Când se vor afişa rezultatele complete de la Evaluarea Naţională (Capacitate) 2020. Edu.ro anunţă notele pe judeţe
Energia nucleară ar putea fi viitorul explorării spațiale
Energia nucleară ar putea fi viitorul explorării spațiale
Un studiu a descoperit variantele genetice legate de apariția schizofreniei
Un studiu a descoperit variantele genetice legate de apariția schizofreniei
Un nou studiu arată că, de fapt, canabisul este eficient în tratarea depresiei şi îmbunătăţirea sănătăţii mintale
Un nou studiu arată că, de fapt, canabisul este eficient în tratarea depresiei şi îmbunătăţirea sănătăţii mintale
Imagini spectaculoase pe litoralul românesc. Norul Shelf a acoperit cerul în staţiunea Mamaia în timpul unei furtuni
Imagini spectaculoase pe litoralul românesc. Norul Shelf a acoperit cerul în staţiunea Mamaia în timpul unei furtuni
Arheologii au descoperit un zid de apărare din secolul al X-lea în Polonia
Arheologii au descoperit un zid de apărare din secolul al X-lea în Polonia
Astronomii au găsit o planetă a cărei existență a fost doar teoretizată
Astronomii au găsit o planetă a cărei existență a fost doar teoretizată
Culorile insectelor vechi de milioane de ani conservate în chihlimbar 
Culorile insectelor vechi de milioane de ani conservate în chihlimbar 
Un cimitir al copiilor din secolul al XVII-lea, descoperit în Polonia
Un cimitir al copiilor din secolul al XVII-lea, descoperit în Polonia
Creierul nostru ar folosi strategii similare unui motor de căutare pentru a-și aminti cuvinte și întâmplări trecute
Creierul nostru ar folosi strategii similare unui motor de căutare pentru a-și aminti cuvinte și întâmplări trecute
Un nivel scăzut de cortizol poate declanșa un răspuns inflamator cronic
Un nivel scăzut de cortizol poate declanșa un răspuns inflamator cronic
Studiu îngrijorător al cercetătorilor din Spania. Câți dintre spanioli au dezvoltat anticorpi pentru noul coronavirus
Studiu îngrijorător al cercetătorilor din Spania. Câți dintre spanioli au dezvoltat anticorpi pentru noul coronavirus
Petele solare au redus luminozitatea stelei Betelgeuse 
Petele solare au redus luminozitatea stelei Betelgeuse 
Pui de urs slăbit și probabil abandonat de ursoaică, găsit la Băile Tușnad. Ce s-a întâmplat
Pui de urs slăbit și probabil abandonat de ursoaică, găsit la Băile Tușnad. Ce s-a întâmplat
Delfinii sunt atât de inteligenți încât învață de la prietenii lor cum să folosească unelte
Delfinii sunt atât de inteligenți încât învață de la prietenii lor cum să folosească unelte