您的位置:首页>科学>

物理学家已经确定了一种导电但不导热的金属

研究人员已经确定了一种可以在不传导热量的情况下导电的金属-一种极为有用的特性,违背了我们目前对导体工作原理的理解。

这种金属于2017年发现,与所谓的维德曼-弗朗兹定律(Wiedemann-Franz Law)相矛盾,该定律基本上指出,良好的导电体也将按比例地是良好的导热体,这就是为什么当您定期使用电动机和电器时会变得如此热的原因。

但是美国的一个研究小组表明,金属二氧化钒(VO2)并非如此-这种材料已经以其在67度的温度下从透明绝缘体转换为导电金属的奇特能力而闻名。摄氏(152华氏度)。

“这是一个完全出乎意料的发现,”伯克利实验室材料科学系首席研究员吴俊乔在2017年1月说道。

“它显示了教科书法的急剧崩溃,众所周知,该法对常规导体是可靠的。这一发现对于理解新型导体的基本电子行为至关重要。”

这种出乎意料的特性不仅改变了我们对导体的了解,而且还可能非常有用:这种金属有一天可以用来将来自引擎和电器的废热转化为电能,甚至可以制成更好的窗帘以保持建筑物的凉爽。

研究人员已经知道少数几种导电性比热更好的材料,但是它们仅在零以下几百度的温度下显示这些特性,这使其在任何实际应用中都不切实际。

另一方面,二氧化钒通常仅在远高于室温的温暖温度下作为导体,这意味着它具有实用性。

为了发现这种奇异的性质,研究小组研究了电子在二氧化钒晶体晶格中移动的方式以及产生了多少热量。

令人惊讶的是,他们发现可归因于材料中电子的热导率比Wiedemann-Franz定律预测的热导率小10倍。

其原因似乎是电子在材料中移动的同步方式。

吴说:“电子就像流体一样,相互之间是一致运动的,而不是像普通金属那样是单个粒子。”

“对于电子而言,热量是随机运动。普通金属有效地传递热量,因为存在太多不同的微观结构,单个电子可以在它们之间跳跃。”

免责声明:本文由用户上传,如有侵权请联系删除!