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

Metalul care este conductor electric, dar şi izolator termic

Metalul care este conductor electric, dar şi  izolator termic
Publicat: 05.12.2019
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:

 

Urmărește DESCOPERĂ.ro pe
Google News și Google Showcase
Cele mai noi articole
Oamenii de știință au creat cea mai realistă celulă artificială de laborator
Oamenii de știință au creat cea mai realistă celulă artificială de laborator
O singură modificare minusculă ar putea explica cum trec virusurile de la lilieci la oameni
O singură modificare minusculă ar putea explica cum trec virusurile de la lilieci la oameni
Acidificarea oceanelor ar putea micșora creierul calamarilor cu aproape 50%
Acidificarea oceanelor ar putea micșora creierul calamarilor cu aproape 50%
Cinci oameni acuzați pe nedrept care au schimbat istoria justiției. Cazurile care au obligat sistemul să se reformeze
Cinci oameni acuzați pe nedrept care au schimbat istoria justiției. Cazurile care au obligat sistemul să se reformeze
Noi speranțe pentru viața extraterestră! Ce au descoperit astronomii la 48,5 ani-lumină de Pământ?
Noi speranțe pentru viața extraterestră! Ce au descoperit astronomii la 48,5 ani-lumină de Pământ?
Fizicienii au creat un „mini-univers” în care timpul a apărut de unul singur
Fizicienii au creat un „mini-univers” în care timpul a apărut de unul singur
Ce se întâmplă dacă miroși ciocolată înainte să faci exerciții fizice pentru picioare?
Ce se întâmplă dacă miroși ciocolată înainte să faci exerciții fizice pentru picioare?
Ce ar putea dezvălui lacrimile despre creierul tău?
Ce ar putea dezvălui lacrimile despre creierul tău?
Cum a apărut literatura din Statele Unite? De la miturile populațiilor indigene la Hemingway și Toni Morrison
Cum a apărut literatura din Statele Unite? De la miturile populațiilor indigene la Hemingway și Toni Morrison
Concentrații record de aur au fost descoperite pe fundul mării în Japonia
Concentrații record de aur au fost descoperite pe fundul mării în Japonia
Război total între două dintre cele mai mari companii tech din lume
Război total între două dintre cele mai mari companii tech din lume
Tentativele de asasinat asupra lui Donald Trump schimbă protocoalele la Casa Albă
Tentativele de asasinat asupra lui Donald Trump schimbă protocoalele la Casa Albă
De ce aplicațiile care monitorizează somnul nu sunt chiar atât de bune pe cât credem?
De ce aplicațiile care monitorizează somnul nu sunt chiar atât de bune pe cât credem?
Românul care a rescris istoria matematicii la numai 26 de ani
Românul care a rescris istoria matematicii la numai 26 de ani
Volkswagen trece printr-o reorganizare profundă. Ce planuri are producătorul auto?
Volkswagen trece printr-o reorganizare profundă. Ce planuri are producătorul auto?
Cum a apărut mojito, unul dintre cele mai iubite cocktailuri din lume
Cum a apărut mojito, unul dintre cele mai iubite cocktailuri din lume
Milionarul obsedat de longevitate Bryan Johnson a dezvăluit că suferă de o boală incurabilă
Milionarul obsedat de longevitate Bryan Johnson a dezvăluit că suferă de o boală incurabilă
Boala care îi face pe unii oameni să se piardă în propria casă
Boala care îi face pe unii oameni să se piardă în propria casă