viernes, marzo 29, 2024
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El dióxido de vanadio es un metal que conduce electricidad pero actúa como aislante del calor

La Ley Wiedmann-Franz simplemente establece que los metales que son buenos conductores de electricidad también son buenos conductores de calor. Esto explica por qué las cosas se calientan durante el uso prolongado. El dióxido de vanadio metálico (VO2) es un producto metálico que desafía esta ley y puede conducir electricidad sin el calor que la acompaña.

El dióxido de vanadio ya es un producto metálico con propiedades únicas. Tiene la capacidad de cambiar entre ser un conductor y un aislante cuando se calienta a 67 grados centígrados. Esta desviación de la ley podría hacerla adecuada para aplicaciones con las que otros metales tienen problemas.

Puedes ver el video a continuación:

https://www.youtube.com/watch?v=DVDmABJJriA

Este descubrimiento fue realizado por un equipo de científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkely del Departamento de Energía y la Universidad de California. Los investigadores estaban sorprendidos por el descubrimiento.

“Este fue un hallazgo totalmente inesperado”, dijo el investigador principal y físico Junqiao Wu, de la División de Ciencias de Materiales de Berkeley Lab. “Muestra un desglose drástico de una ley de libros de texto que se sabe que es robusta para conductores convencionales. Este descubrimiento es de fundamental importancia para comprender el comportamiento electrónico básico de los conductores novedosos “.

Tras un análisis posterior, simulaciones y experimentos de dispersión de rayos X, descubrieron que la conductividad térmica atribuida a los electrones en el dióxido de vanadio es diez veces menor que la dirigida por la Ley Wiedemann-Franz y que los electrones se movían de manera similar a líquido.

(Fuente: Hackaday)

“Los electrones se movían al unísono entre sí, como un fluido, en lugar de como partículas individuales como en los metales normales”, explicó Wu. “Para los electrones, el calor es un movimiento aleatorio. Los metales normales transportan el calor de manera eficiente porque hay tantas configuraciones microscópicas posibles diferentes que los electrones individuales pueden saltar entre ellas. Por el contrario, el movimiento coordinado, similar a una banda de marcha de los electrones en el dióxido de vanadio es perjudicial para la transferencia de calor, ya que hay menos configuraciones disponibles para que los electrones salten aleatoriamente ”.

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La historia no terminó ahí. Descubrieron además que el dióxido de vanadio puede conducir cantidades variables de electricidad y calor. Esto se puede ajustar mediante la introducción de otros materiales similares al dopaje de semiconductores. Agregar metal de tungsteno disminuyó la temperatura en el VO2 y se convirtió en metálico y lo convirtió en un mejor conductor de calor.

(Fuente: UPI)

“Este material podría usarse para ayudar a estabilizar la temperatura”, dijo Fan Yang, investigador postdoctoral en la Fundición Molecular de Berkeley Lab y coautor del estudio. Yang agregó que aún queda mucho trabajo por hacer antes de que Vo2 pueda comercializarse, pero dijo que este metal podría minimizar las pérdidas de calor en un motor y servir como material de construcción que le permite enfriar la casa sin usar acondicionadores de aire o prevenir el el calor se escapa en climas fríos.

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