Elektriği ileten fakat ısıyı iletmeyen metal malzeme

ABD’deki Berkeley Laboratuvarı Malzeme Bilimi alanında çalışmalarını yürüten araştırmacılar elektrik iletimini ısınmaksızın gerçekleştiren bir metal buldular.

Elektriği iyi ileten malzemeler ısıyı da aynı şekilde doğru orantılı olarak iyi ilettiği fizik yasalarında yer almaktadır. Fakat bu durum vanadyum dioksit için geçerli değil. Beklenmedik şekilde ortaya çıkan bu sonuç olayın içindeki araştırmacıların vanadyum dioksit kristal örgüsündeki hareket eden elektronları ve onların ne kadar ısı ürettiklerini incelemeleriyle tespit edildi. Araştırmacılar bu metaldeki elektronların termal iletkenliğine katkısının fizik yasalarıyla öngörülen miktardan on kat daha küçük olduğunu keşfettiler.

Bu malzemenin ısınmamasının nedeni ise elektronların malzeme boyunca yaptığı harekettir. Elektronlar diğer metallerdeki gibi parçacıklar halinde değil de bir akışkan gibi birbirleriyle uyumlu bir şekilde hareket ediyorlar. Bu senkronizasyon sayesinde elektronlar daha az etkileşime girip ısı aktarımınını engelliyorlar.

Vanadyum dioksit oda sıcaklığından daha yüksek sıcaklıklarda iletken olmasından dolayı elektriği ısıdan daha iyi iletmesi sebebiyle çok fazla uygulama alanı bulabilir. Günümüzde kullanılmakta olan ısı yerine elektriği daha iyi ileten malzemeler olmasına karşılık bu malzemelerin bu özelliklere eksi 100 ve hatta daha düşük sıcaklıklarda sahip olmamaları nedeniyle yeterince kullanışlı değiller.

Vanadyum dioksidin diğer üstün özelliği ise tungsten ile alaşımlandığında malzemenin hem elektriği hem de ısıyı iletme miktarı ayarlanabiliyor. Bu da gelecekte kullanım alanı bakımından oldukça kullanışlı malzeme özelliklerine sahip olduğunu gösteriyor.

Vanadyum dioksidin bu özelliğine ait çalışma detayları Science dergisinde yayımlandı.

Kaynak
http://science.sciencemag.org/content/355/6323/371
http://www.sciencealert.com/physicists-have-found-a-metal-that-conducts-electricity-but-not-heat