Erstellt ein Material, das Strom leitet, aber nicht beheizt

Datum:

2019-12-02 21:05:07

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Material Erstellt, verstößt gegen die physikalischen Gesetze?

Es ist bekannt, dass verschiedene Arten von Metallen, die fähig sind, Strom leiten, in der gleichen Zeit ziemlich heiß. Dies ist aufgrund einer Reihe von chemischen und physikalischen Eigenschaften der Materialien, aber die elektrische und thermische Leitfähigkeit fast immer «Hand in Hand gehen». Jedoch, wie wir wissen, in unserer Welt gibt es nichts, das ist nichts möglich. Zum Beispiel, wie die Redaktion des Magazins , eine Gruppe von Forschern aus dem Labor der Universität Berkeley (USA) gelungen, erstellen ein Metall, das gut leitend, aber wenn es nicht erhitzt wird.

Welches Metall hat einzigartige Eigenschaften?

Berichten Wissenschaftler, (genauer gesagt die Verbindung des Metalls), die Strom leiten, ohne dabei Wärme trotzt unserem gegenwärtigen Verständnis der Funktionsweise Leiter. Da seine bloße Existenz steht im Widerspruch zu dem, was als Gesetz von Wiedemann-Franz. Ohne ins Detail zu gehen, dieses physikalische Gesetz besagt, dass gute Leiter der Elektrizität werden anteilig auch gute Leiter der Wärme. Dies erklärt zum Beispiel, dass alle Geräte, die für Ihren Betrieb Strom, im Laufe der Zeit erwärmen. Aber wir werden nicht mehr verzögern Intrige. Ein Team von Wissenschaftlern aus den USA zeigte, dass dieses Phänomen nicht beobachtet оксиде Vanadium, die eine seltsame Fähigkeit, «wechseln» mit dem Material, das aus einem Isolator, auf die leitfähige Metall bei einer Temperatur von 67 Grad Celsius.

Es war eine völlig unerwartete Entdeckung, — sagte der leitende Forscher Джункуао Wu aus der Abteilung Berkeley-Labors Werkstoffkunde. Diese Entdeckung ist von grundlegender Bedeutung für das Verständnis der grundlegenden Funktionsweise von neuen Leitern. Neue unerwartete Eigenschaft ändert nicht nur etwas, was wissen wir über den Rohren, sondern kann unglaublich hilfreich sein. Zum Beispiel, einmal Metall kann verwendet werden für die Umwandlung von Abwärme von Motoren und Geräten zurück in Strom.

So dass keine physikalischen Gesetze Vanadium-OXID nicht bricht. Es ist erwähnenswert, dass die Forscher wussten bereits über ein paar anderen Materialien, die Elektrizität leiten besser als warm, aber Sie zeigen diese Eigenschaften nur bei Temperaturen unter null, wodurch Sie äußerst unpraktisch für die Anwendung im wirklichen Leben. Oxide von Vanadium, andererseits in der Regel ist nur der Leiter Strom in der Plus-Temperaturen oberhalb der Raumtemperatur, das heißt, er hat sein viel praktischer. Um auf dieses seltsame Eigenschaft, studierte das Team, wie Elektronen bewegen sich im Kristallgitter Vanadiumoxid, sondern auch, wie viel Wärme in diesem Moment erzeugt wird.

Erstaunlich, aber Sie fanden heraus, dass die Wärmeleitfähigkeit, die man sich zuschreiben Elektronen im Material, wurde in 10 mal kleiner als der Wert, der vorausgesehen worden durch das Gesetz Wiedemann-Franz. Der Grund dafür ist, offenbar besteht in der Art der Bewegung der Elektronen durch das Material.

Die Elektronen bewegen sich synchron miteinander. Als Flüssigkeit und nicht als einzelne Teilchen, dass Sie beobachtet in den gewöhnlichen Metallen. Für Elektronen Wärmeleitfähigkeit — es ist eine zufällige Bewegung. Gewöhnliche Metalle vertragen die Wärme effektiv, denn es gibt eine Menge von verschiedenen möglichen mikroskopischen Konfigurationen das Verhalten von Elektronen und Sie können zufällig bewegen. Aber die koordinierte Bewegung der Elektronen in диоксиде Vanadium schädigt wärmeübergangswiderstand, da gibt es weniger «Möglichkeiten für Bewegung». Dabei ist die elektrische Leitfähigkeit in diesem Fall nicht leiden.

Interessant ist, dass wenn die Forscher mischten Vanadium-OXID mit anderen , Sie konnten «anpassen» Anzahl der Elektrizität und der Wärme, die er halten kann, was kann sein unglaublich nützlich für zukünftige Anwendungen. Zum Beispiel, wenn die Experten fügten das Metall unter dem Titel von Wolfram zu Vanadium, Sie machten ihn zu dem besten теплопроводником. Möchten Sie mehr Nachrichten aus der Welt der High-Tech? Melden Sie sich an uns .

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So Abstimmt Wärmeleitfähigkeit, Material kann effektiv verwendet werden, um die automatische Wärmeableitung im heißen Sommer, weil es eine hohe Wärmeleitfähigkeit, aber es verhindert den Verlust im kalten Winter aufgrund der niedrigen Wärmeleitfähigkeit bei niedrigeren Temperaturen.

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