Material conduz eletricidade sem conduzir calor

Geralmente bons condutores elétricos são bons condutores térmicos, visto que a maioria dos metais essa relação entre condutividade elétrica e temperatura é governada pela Lei de Wiedemann-Franz. Entretanto, pesquisadores do Berkeley Lab encontraram um material que não segue essa lei.

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Fonte imagem: Junqiao Wu/Berkeley Lab

O material em questão é o dióxido de vanádio e segundo Junqiao Wu, físico do laboratório e professor de engenharia e ciência de materiais na instituição, a descoberta não era nem um pouco esperada e que ela é uma quebra na lei dos condutores. Assim, essa pesquisa será muito importante para entender o comportamento eletrônico dos condutores.

Dados de simulações e dispersão de raio-x foram utilizados para calcular a proporção entre condutividade térmica, atribuída a vibração da rede cristalina do material, e o movimento dos elétrons. Então, a condutividade térmica obtida com esses dados foi dez vezes menor do que a esperada pela lei de Wiedemann-Franz, para a surpresa de todos.

Nesse caso os elétrons estavam se movimentando em sincronia entre eles, como um fluido, e não como partículas individuais, como acontece normalmente em metais. Esse movimento coordenado impede a transferência de calor, já que ela ocorre de forma eficiente quando há diferentes configurações microscópicas.

É claro que dopando o dióxido de vanádio com outros metais, como o tungstênio (W), é possível obter diferentes propriedades. Nesse caso ele diminui a temperatura de transição na qual o óxido se transforma em metal e há um incremento na condutividade térmica. Dessa forma, é possível controlar a quantidade de calor que o material vai dissipar.

Uma das principais possíveis aplicações é na estabilização da temperatura. Por exemplo, no verão o material poderia ajudar um dispositivo a dissipar calor e poderia ajudar no inverno a fazer com que o material não perdesse calor. Além disso o dióxido de vanádio tem como vantagem a transparência abaixo de 30 ˚C e absorção da luz infravermelha acima de 60 ˚C.

Existem outros materiais que conduzem melhor eletricidade do que calor, porém a temperatura de trabalho é centenas de graus abaixo de zero, fazendo com que aplicações comerciais sejam hoje inviáveis.

Referências:

For This Metal, Electricity Flows, But Not the Heat

Cientistas descobrem dióxido de vanádio, metal que conduz energia sem esquentar

 

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One thought on “Material conduz eletricidade sem conduzir calor”

  1. Post muito bom ,Conheci o site a pouco tempo ,mas já vi varias mate´rias interessantes e boas ,Essa nova descoberta quando tiver totalmente desenvolvida vai ser uma revolução !

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