Le dioxyde de vanadium métallique pourrait conduire l’électricité sans chaleur.
Un métal pouvant conduire l’électricité mais pas la chaleur
Les chercheurs ont identifié un métal qui conduit l’électricité sans conduire la chaleur – une propriété incroyablement utile qui défie notre compréhension actuelle du fonctionnement des conducteurs.
En science, il existe une loi connue sous le nom de loi Wiedemann-Franz qui stipule, simplement, que la plupart des métaux qui sont de bons conducteurs d’électricité sont également de bons conducteurs de chaleur. Cette loi explique essentiellement pourquoi des choses comme les moteurs et les smartphones deviennent chauds lorsqu’ils sont utilisés pendant une longue période.
Cependant, un métal a été découvert et il déroge à cette règle.point 59 | Connu sous le nom de dioxyde de vanadium métallique (VO2), il est apparemment capable de conduire l’électricité sans la chaleur qui l’accompagne.point 198 | Le VO2 est déjà un métal unique – il peut passer du rôle d’isolant à celui de conducteur lorsqu’il est chauffé à 67 degrés Celsius – mais sa transgression de la loi Wiedemann-Franz signifie qu’il pourrait être idéal pour un plus large éventail d’applications auxquelles les autres métaux ne sont pas adaptés.point 504 | 1
« C’était une découverte totalement inattendue« , a déclaré le chercheur principal et physicien Junqiao Wu, de la division des sciences des matériaux du Berkeley Lab.point 158 | « Il s’agit d’une transgression radicale d’une loi connue pour être robuste pour les conducteurs conventionnels.point 277 |
Cette découverte est d’une importance fondamentale pour la compréhension du comportement électronique de base des nouveaux conducteurs« .point 132 | 1
Ce métal pourrait être utilisé pour aider à stabiliser la température
Il est intéressant de noter que lorsque les chercheurs ont mélangé le dioxyde de vanadium avec d’autres matériaux, ils ont pu « régler » la quantité d’électricité et de chaleur qu’il pouvait conduire, ce qui pourrait être incroyablement utile pour de futures utilisations.
Par exemple, lorsque les chercheurs ont ajouté le métal tungstène au dioxyde de vanadium, ils ont abaissé la température à laquelle le matériau est devenu métallique, et en ont fait un meilleur conducteur de chaleur.
Cela signifie que le dioxyde de vanadium pourrait aider à dissiper la chaleur d’un système, en ne conduisant la chaleur que lorsqu’elle atteint une certaine température. Avant cela, il était un isolant.
Le dioxyde de vanadium a également la capacité unique d’être transparent jusqu’à environ 30 degrés Celsius, mais il réfléchit ensuite la lumière infrarouge au-dessus de 60 degrés Celsius tout en restant transparent à la lumière visible.
Cela signifie qu’il pourrait même être utilisé comme un revêtement de fenêtre qui réduit la température sans avoir besoin de climatisation.
« Ce matériau pourrait être utilisé pour aider à stabiliser la température« , a déclaré l’un des chercheurs, Fan Yang.
« En réglant sa conductivité thermique, le matériau peut efficacement et automatiquement dissiper la chaleur pendant l’été car il aura une conductivité thermique élevée, mais empêcher la perte de chaleur pendant l’hiver froid en raison de sa faible conductivité thermique à des températures plus basses« .
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