Сообщить об ошибке на сайте
URL
Ошибка
Научный прорыв

Команда физиков Национальной лаборатории Лоуренса Беркли и Университета Калифорнии зафиксировала нетипичное поведение металлов: электроны в диоксиде ванадия могут проводить электричество, не проводя тепло.

Для большинства металлов отношения электрической проводимости и теплопроводности регулируются законом Видемана — Франца: чем лучше вещество проводит электричество, тем лучше оно проводит и тепло. Но это не так в случае диоксида ванадия, уже известного своими нетипичными свойствами: способностью становиться из диэлектрика металлом при достижении 67 градусов С.

«Это совершенно неожиданное открытие, — говорит старший исследователь Цзюньцяо Ву. — Оно свидетельствует о решительном разрыве с законом, известным из учебников, который работал в случае обычных проводников. Оно обладает фундаментальной важностью для понимания основ поведения электронов в новых проводниках».

С помощью результатов моделирования и экспериментов с рассеянием рентгеновских лучей ученые смогли узнать пропорцию теплопроводности, свойственную вибрации кристаллической решетки вещества и движений электронов. К их удивлению было обнаружено, что теплопроводность, свойственная электронам, у диоксида ванадия в 10 раз меньше, чем они ожидали на основании закона Видемана — Франца.

«Электроны двигались в унисон друг с другом, больше напоминая поток, а не отдельные частицы, как в нормальных металлах, — говорит Ву. — Для электронов тепло — это хаотичное движение. Нормальные металлы эффективно переносят тепло, потому что существует такое множество различных микроскопических конфигураций, куда может переместиться отдельный электрон. А координированное, похожее на марш колонны движение электронов в диоксиде ванадия пагубно влияет на теплопроводность, поскольку возможностей хаотичного движения меньше».

Важно то, что объем электричества и тепла, которые диоксид ванадия может проводить, настраивается при помощи других материалов, например, вольфрама. Это позволяет управлять количеством рассеиваемого тепла, меняя состояние диоксида ванадия с диэлектрика на металл и обратно.

Открытие физиков может использоваться для рассеивания тепла в двигателях или для повышения энергетической эффективности зданий, пишет Phys.org. «Настраивая теплопроводность, можно эффективно и автоматически рассеивать тепло в жаркие летние дни, благодаря высокой теплопроводности, и предотвращать потерю тепла зимой, из-за низкой теплопроводности», — считают физики.

Еще одним опровержением привычных установок стало открытие ученых МТИ и Института Макса Планка — новая технология создания сплавов металлов с уникальными свойствами опровергает привычную установку о том, что прочность сплава достигается за счет вязкости.

Подписывайтесь на наши каналы в Telegram

«Хайтек» - новости онлайн по мере их появления

«Хайтек» Daily - подборки новостей 3 раза в день

Из стволовых клеток создали вакцину против рака
Борьба с раком
Австралийский биохакер будет защищать права киборгов в суде
Биохакинг
Британская организация предлагает ввести БОД для рабочих
Соцпособия будущего
ОАЭ планируют отправить первую миссию на Марс в 2020 году
Космос
Идеи
Графеновый фильтр в один шаг очистил воду из Сиднейской бухты
«Яндекс» испытал беспилотный автомобиль на улицах Москвы
Кейсы
«Стволовые клетки — это загрузочный диск вашего организма»
Борьба со старением
CRISPR применят для диагностики
Тренды
В Австралии запустили крупнейшую в стране плавучую солнечную станцию
Солнечная энергетика
Квантовая физика
Физики из МТИ открыли новую форму света
Новая 3D-биопечать создает естественную среду для развития тканей
Биотехнологии
Intel создала квантовый компьютер в два кубита на кремниевом чипе
Квантовые компьютеры
В Дубае прошли испытания первых в мире автономных кабин
Автономный транспорт
Eviation обещает выпустить электросамолет к 2021 году
Идеи
Новый вид иммунотерапии поможет справиться с вирусом гриппа
Медицина
К 2020 году Boeing будет выпускать по самолету каждые 10 часов
Кейсы
Генное редактирование поможет бороться с умственной отсталостью
Биотехнологии
Starfighters подготовит первых космических туристов к полетам
Частный космос
Услуги блокчейн-консалтинга на Западе и в России
Блокчейн
Кейсы
Чикаго и Кливленд может соединить линия Hyperloop
Термальный резонатор получает энергию из колебаний температуры воздуха
Чистая энергия
ИИ научился фиксировать землетрясения лучше сейсмологов
Кейсы
Новая технология не позволит 3D-напечатанным стенам обрушиться
Строительная 3D-печать
Тим Кук: «Надеюсь дожить до момента, когда наличные выйдут из оборота»
Мнения
Дрон с жестким крылом EagleRay способен летать и плавать под водой
Дроны в законе
Открыт эффективный вид иммунотерапии рака кишечника
Борьба с раком
Dyson работает над целой линейкой электромобилей
Электромобили
Кейсы
В Сиэтле убрали с улиц камеры для слежки за гражданами
Big Buddy Bike — деревянный электровелосипед с авто-балансировкой
Электровелосипеды
Huawei проведет испытания 5G в Ванкувере
Переход на 5G
Цукерберг может продать акции Facebook на $13 млрд
Благотворительность
Pheramor обещает подобрать идеального партнера по ДНК
Генетика
Сделан новый шаг к созданию вакцины против героина
Медицина будущего
Большой Брат
Израильский стартап разработал защиту от распознавания лиц
Генная терапия ВИЧ переживает второе рождение
Медицина будущего
ФБР, ЦРУ и АНБ предупредили об опасности смартфонов Huawei
Кибербезопасность
Facebook в июле представит сразу две умные колонки
Идеи
В британской больнице ИИ помогает врачам делать УЗИ плода
Медицинские технологии
Новый ИИ-процессор позволит запускать нейронные сети на смартфонах
Искусственный интеллект
Изменение климата
Стэнфордские ученые советуют готовиться к климатической катастрофе
Датчик в ботинке позволяет точно определить местоположение без GPS
Навигация
Shell инвестировала в сервис доступа к чистой энергии по подписке
Возобновляемая энергетика
Тренды
Власти США хотят сделать SpaceX глобальным интернет-провайдером
Ученые повернули вспять развитие болезни Альцгеймера у мышей
Медицина будущего
Google выпустит чатбот, который будет отвечать за вас в мессенджерах
Идеи
В США одобрили первый анализ крови на сотрясение мозга
Медицина будущего
В Китае будут контролировать рынок аренды через блокчейн
Блокчейн-технологии
Как получить криптонаследство
Блокчейн
Разработана «нанофабрика», уничтожающая раковые клетки
Биотехнологии