Có thể ứng dụng VO2 vào phát triển vật liệu truyền điện và cách nhiệt, vì nó xuất sắc trong cả hai hạng mục.

Các nhà nghiên cứu đã xác nhận sự tồn tại của một kim loại có thể dẫn điện mà không truyền nhiệt, một tính năng cực kỳ hữu ích có thể dẫn dây đến một lịch sử mới. Khoa học lần đầu tiên phát hiện ra kim loại vào năm 2017, và họ đã rất ngạc nhiên khi nó đi ngược lại với Luật của Wiedemann-Franz – rằng một dây dẫn tốt sẽ dẫn nhiệt tốt, đó là lý do tại sao chúng ta nhìn thấy bản đồ. Điện được vận hành liên tục, nó nóng lên trở lại.

Vật liệu “trong câu hỏi” là vanadi dioxide (VO2), một thử nghiệm cho thấy rằng nó truyền điện mà không truyền nhiệt. Khoa học đã rất ngạc nhiên, nhưng ít nhiều họ đã chuẩn bị: VO2 thật kỳ lạ, một khối thủy tinh VO2 sẽ trong suốt ở nhiệt độ dưới 30 độ C nhưng sẽ tối ở nhiệt độ trên 60 độ C, biến nó thành loại khiên ánh sáng có dòng điện chạy qua, có thể được áp dụng cho cửa sổ hoặc cửa sổ xe hơi.

Hơp chất mới tên là VO2

“Phát hiện mới thật đáng ngạc nhiên”, Juniao Wu, một nhà lãnh đạo nghiên cứu tại Khoa Khoa học Vật liệu của Phòng thí nghiệm Berkeley cho biết. Đây là một tài liệu đi ngược lại luật pháp với một cuốn sách giáo khoa cũ, trong đó xác nhận các đặc tính của vật liệu dẫn điện truyền thống. “Phát hiện này có tầm quan trọng lớn, cho phép chúng tôi hiểu bản chất của vật liệu dẫn điện đáng kinh ngạc.”

Kỳ lạ thay, một phần của vật liệu mới có thể thậm chí còn hữu ích hơn. Các nhà khoa học đã nghĩ ra các ứng dụng trong tương lai của VO2, như biến nhiệt dư thừa từ động cơ thành điện hoặc sử dụng VO2 làm kính cách nhiệt hiệu quả.

Các nhà nghiên cứu cũng có một danh sách các chất có thể dẫn điện tốt hơn nhiệt, nhưng tính năng kỳ lạ này chỉ xuất hiện khi vật liệu ở trong môi trường tiêu cực hàng trăm độ, rất khó để áp dụng chúng trong cuộc sống. . Ngược lại, VO2 chỉ có thể truyền điện ở nhiệt độ ấm, thực tế hơn nhiều.

Để hiểu rõ hơn về tính chất kỳ lạ này, nhóm nghiên cứu đã xem xét cách các electron di chuyển bên trong mạng tinh thể của VO2, và sau đó đo xem lượng nhiệt được tạo ra. Đáng ngạc nhiên, họ phát hiện ra rằng sự truyền nhiệt được tạo ra bởi hoạt động của các electron bên trong vật liệu này nhỏ hơn 10 lần so với lượng được thể hiện bởi Luật Wiedemann-Franz. Rõ ràng, các electron di chuyển theo một cách khác.

“Các electron chuyển động ở dạng đồng nhất không khác gì dòng nước, thay vì hoạt động như các hạt đơn lẻ mà chúng ta thường thấy trong các kim loại thông thường”, Wu nói.

Đối với các điện tử, nhiệt là kết quả của chuyển động ngẫu nhiên. Kim loại thường truyền nhiệt hiệu quả vì có rất nhiều không gian siêu nhỏ để các electron di chuyển tự do. Ngược lại, các electron chuyển động đều trong vanadi dioxide không tạo ra nhiều nhiệt. Giáo dục

Đáng chú ý hơn nữa, khi các nhà nghiên cứu trộn VO2 với các vật liệu khác, họ có thể điều chỉnh lượng điện và lượng nhiệt di chuyển trong vật liệu. Ví dụ, họ đã thêm vonfram vào VO2 và làm cho tổ hợp trở thành một chất dẫn nhiệt hiệu quả hơn. Điều đó có nghĩa là VO2 có khả năng tản nhiệt, vì nó chỉ truyền nhiệt khi được làm nóng ở một mức độ nhất định. Trước khi đạt được nhiệt độ đó, nó là một chất cách điện.

Tuy nhiên, chúng tôi không thể vội vàng và ngay lập tức áp dụng VO2 vào thực tế, vẫn còn nhiều bài kiểm tra phía trước. Chúng ta vẫn có quyền hy vọng vào một tương lai tươi sáng và ấm áp, biết rằng khoa học chưa khám phá ra tất cả các tính chất hữu ích của vật liệu. Thật là một khoa học vật liệu tuyệt vời!

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here