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

 

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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