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
Cercetătorii au aflat de ce veninul păianjenului mascul cu pânză-pâlnie este mult mai puternic decât cel al femelelor
Cercetătorii au aflat de ce veninul păianjenului mascul cu pânză-pâlnie este mult mai puternic decât cel al femelelor
Cercetătorii au identificat un mecanism care permite celulelor imunitare să controleze obezitatea
Cercetătorii au identificat un mecanism care permite celulelor imunitare să controleze obezitatea
Cum arăta prima Dacia 1100 scoasă pe linia de producţie a uzinei de la Mioveni
Cum arăta prima Dacia 1100 scoasă pe linia de producţie a uzinei de la Mioveni
25% dintre accidentele rutiere au loc în primele trei minute de la urcarea la volan
25% dintre accidentele rutiere au loc în primele trei minute de la urcarea la volan
Trotinele electrice, noile ținte pentru hackeri. Ce le face atât de vulnerabile
Trotinele electrice, noile ținte pentru hackeri. Ce le face atât de vulnerabile
Cum au evoluat costumele de baie de-a lungul istoriei. Top 30 de imagini unice
Cum au evoluat costumele de baie de-a lungul istoriei. Top 30 de imagini unice
O dietă sănătoasă te ajută chiar dacă ai o greutate mai mare. Ce au descoperit cercetătorii suedezi
O dietă sănătoasă te ajută chiar dacă ai o greutate mai mare. Ce au descoperit cercetătorii suedezi
Sir Oswald Mosley, neîmplinitul lider fascist al Marii Britanii
Sir Oswald Mosley, neîmplinitul lider fascist al Marii Britanii
Pot diamantele să ardă? 
Pot diamantele să ardă? 
Top 10 femei care au intrat în istorie
Top 10 femei care au intrat în istorie
Oamenii de știință explică de ce ar trebui să începem să mâncăm meduze
Oamenii de știință explică de ce ar trebui să începem să mâncăm meduze
Ionel Brătianu, omul în fața căruia Antanta a șovăit, iar Puterile Centrale s-au amăgit
Ionel Brătianu, omul în fața căruia Antanta a șovăit, iar Puterile Centrale s-au amăgit
Tulburarea de stres post-traumatic poate crește riscul de demență
Tulburarea de stres post-traumatic poate crește riscul de demență
Unde va fi construit primul campus de co-working în natură din România
Unde va fi construit primul campus de co-working în natură din România
Istoria zbuciumată a Portului Constanţa, pe care Regele Carol I îl vedea ”ca un izvor de bogăţie pentru ţara întreagă” – FOTO
Istoria zbuciumată a Portului Constanţa, pe care Regele Carol I îl vedea ”ca un izvor de bogăţie pentru ţara ...
Marile state europene au pornit în cursa pentru construirea unei industrii a hidrogenului
Marile state europene au pornit în cursa pentru construirea unei industrii a hidrogenului
GÂNDUL.RO, peste 500 de știri de ultimă oră și peste 50 de live-uri în ziua alegerilor locale + ediție specială GÂNDUL LIVE!
GÂNDUL.RO, peste 500 de știri de ultimă oră și peste 50 de live-uri în ziua alegerilor locale + ediție specială GÂNDUL ...
Orașul fantomă din jurul lacului Urmia, odată cel mai mare lac din Orientul Mijlociu
Orașul fantomă din jurul lacului Urmia, odată cel mai mare lac din Orientul Mijlociu