I ricercatori hanno identificato un metallo che conduce elettricità senza condurre però il calore, una proprietà incredibilmente utile, che sfida le nostre attuali conoscenze di come funzionano i conduttori.
Il metallo contraddice la legge di Wiedemann-Franz, che stabilisce che i buoni conduttori di elettricità siano anche, proporzionalmente, buoni conduttori di calore. Una legge i cui effetti sono sotto agli occhi di tutti quando motori o apparecchi elettrici diventano caldi dopo un utilizzo prolungato.
Ma questa legge non funziona per il biossido di vanadio metallico (VO2).
La scoperta è stata fatta dai ricercatori della Berkeley Lab’s Materials Sciences Division (Stati Uniti). Gli scienziati sono rimasti sorpresi di come sia stata infranta una legge della fisica che regola il comportamento dei conduttori convenzionali.
Ma ciò che rende più eccitante la scoperta è il pensare a quali impieghi potrebbe avere un simile metallo. Per esempio, si potrebbe convertire il calore sprecato dai motori e dagli apparecchi elettrici o, addirittura, creare rivestimenti per mantenere termicamente isolati tutti gli edifici.
È trasparente sotto i 30 gradi
In realtà, esistono alcuni rari materiali che conducono l’elettricità meglio del calore. Ma ciò avviene soltanto a temperature di centinaia di gradi sotto lo zero, cosa che li rende poco pratici per applicazioni del mondo reale. Al contrario, il biossido di vanadio è un conduttore a temperature ben al di sopra della temperatura ambiente.
Mescolando poi il biossido di vanadio con altri metalli come, per esempio, il tungsteno, si abbassa la temperatura alla quale il materiale diventa metallico, ottenendo anche una migliore conduzione. In altre parole, si potrebbe impiegare il biossido di vanadio come conduttore fino ad una certa temperatura e poi usarlo come isolante.
Interessante anche il fatto che il biossido di vanadio è trasparente sotto i 30° Celsius, mentre riesce ad assorbire le radiazioni infrarosse quando supera i 60° Celsius. Perciò, potrebbe essere usato come rivestimento per le finestre degli edifici, riducendo la temperatura degli interni, senza la necessità di aria condizionata.
C’è ancora molto lavoro da fare per arrivare ad applicazioni commerciali di questo straordinario metallo, ma la nuova scoperta è un primo importante passo nella giusta direzione.
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