Araştırmacılar, Elektriği İletip Isıyı İletmeyen Bir Metal Buldu

Araştırmacılar, ısı barındırmadan elektrik barındırabilen bir metal belirlediler. Bu, iletkenlerin nasıl çalıştığını anlamamız konusunda da bize tamamen karşı koyan inanılmaz kullanışlı bir metal.

2017 yılında bulunan bu metal, Wiedemann-Franz Kanunu ile de çelişiyor. Wiedemann-Franz Kanunu, elektrik için iyi olan iletkenin, orantılı olarak ısı için de iyi olacağını belirtiyor. Bu yüzden motor gibi şeyler düzenli olarak kullanıldıkça ısınıyor.

Farklı bir metal

(vanadyum dioksit)

ABD’de bulunan bir ekip ise metal vanadyum dioksit (VO₂) için bunun geçerli olmadığını gösterdi. Araştırmanın yürütücülerinden Junqiao Wu, Ocak 2017’de yaptığı açıklamada “Tamamen beklenmedik bir bulgu” ifadelerini kullanmıştı. Wu, yapılan bu keşfi konvansiyonel iletkenler için oldukça güçlü olan bir kanunun kırılması şeklinde açıklamıştı.

Tabii bu beklenmedik keşif, iletkenler hakkında bilinenleri değiştirmesinin yanı sıra oldukça da kullanışlı. Araştırmacılar, hâlihazırda elektriği, ısıya göre daha iyi geçiren materyaller biliyordu ancak bu özellikler sıfırın altında yüzlerce derecede görülebiliyordu. Bu özellikleri de materyalleri kullanışlı olmaktan bir hayli uzaklaştırıyordu.

Vanadyum dioksit ise oda sıcaklığının üstündeki sıcaklıklarda verimli olabilen tek iletken. Dolayısıyla çok daha kullanışlı. Bu tuhaf maddenin gizemini çözmek isteyen ekip, vanadyum dioksitin kristal ağındaki elektronların hareketine baktı. Ekip, termal iletkenliğin, Wiedemann-Franz Kanunu’nda öngörülen miktardan 10 kat daha küçük olduğunu keşfetti.

Elektron hareketleri

Wu, vanadyum dioksitteki elektronların hareketleriyle ilgili olarak “Elektronlar, normal metallerdeki parçacıkların aksine, birlikte hareket ediyorlar. Tıpkı sıvılar gibi. Elektronlar için ısı, rastgele devinimlerdir. Normal metaller, ısıyı oldukça verimli bir şekilde taşır çünkü elektronların atlayabileceği birçok farklı muhtemel mikroskobik konfigürasyonlar vardır” ifadelerini kullandı.

Araştırmacılar, vanadyum dioksit ile diğer materyalleri karıştırdıklarında elektriğin ve ısının miktarını “ayarlayabileceklerini” fark ettiler. Bu da gelecekteki uygulamalar için oldukça kullanışlı olacakları anlamına geliyor.

Vanadyum dioksitin bir diğer eşsiz özelliği ise 30 derece sıcaklık civarlarında transparan olabilmesi. Yani bu da pencere kaplaması olarak kullanılarak içeride klima olmadan oda sıcaklığının düşürülebileceği anlamına geliyor.

Tabii bu materyal hakkında ticari kullanıma sunulmadan önce birçok araştırmanın daha yapılması gerekiyor. Ancak böyle bir materyalin kullanım alanının genişletilmesi gelecekte birçok farklı alanda kendisini görebileceğimiz anlamına geliyor.