Estados Unidos. Un equipo de investigación del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley del Departamento de Energía de los Estados Unidos y de la Universidad de California en Berkeley ha descubierto que los electrones en dióxido de vanadio pueden conducir electricidad sin conducir calor.
El descubrimiento podría aplicarse en una variedad de aplicaciones, tales como sistemas termoeléctricos que convierten el calor residual de los motores y aparatos en electricidad.
Para la mayoría de los metales, la relación entre la conductividad eléctrica y térmica se rige por la Ley Wiedemann-Franz. En pocas palabras, la ley establece que los buenos conductores de electricidad también son buenos conductores de calor. Ése no es el caso para el dióxido de vanadio metálico, un material ya señalado por su inusual habilidad para cambiar de un aislante a un metal cuando alcanza una temperatura de 67 grados Celsius, o 152 grados Fahrenheit.
Los investigadores explican que este descubrimiento es de fundamental importancia para la comprensión del comportamiento electrónico básico de los nuevos conductores.
Los investigadores fueron capaces de dilucidar la proporción de conductividad térmica atribuible a la vibración de la red cristalina del material, llamados fonones, y al movimiento de electrones. Para su sorpresa, encontraron que la conductividad térmica atribuida a los electrones es diez veces menor de lo que se esperaría de la Ley Wiedemann-Franz.
En particular, la cantidad de electricidad y calor que el dióxido de vanadio puede conducir se puede sintonizar mezclándolo con otros materiales. Cuando los investigadores doparon muestras de dióxido de vanadio monocristalino con el tungsteno metálico, disminuyeron la temperatura de transición de fase a la que el dióxido de vanadio se volvió metálico. Al mismo tiempo, los electrones en la fase metálica se convirtieron en mejores conductores de calor. Esto permitió a los investigadores controlar la cantidad de calor que el dióxido de vanadio puede disipar cambiando su fase de aislante a metal y viceversa, a temperaturas ajustables.
Dichos materiales se pueden utilizar para ayudar a limpiar o disipar el calor en los motores, o ser desarrollado en un recubrimiento de ventana que mejore el uso eficiente de la energía en los edificios, dijeron los investigadores.
Fuente: https://phys.org/news/2017-01-metal-electricity.html
