El equipo de Junqiao Wu con un microscopio de electrones. Foto: Marilyn Chung/Berkeley Lab

Científicos del Laboratorio Lawrence Berkeley y la Universidad de California han descubierto una característica muy interesante en un metal: es conductor de la electricidad, pero no del calor. El compuesto será de una gran utilidad en campos como los motores de automóvil o la electrónica.

La mayor parte de los metales cumple una propiedad denominada ley de Wiedemann-Franz que relaciona la conductividad eléctrica con la térmica. En otras palabras, si es conductor de la electricidad, también lo es del calor. Esta ley, sin embargo, no se aplica a algunosmetales de transición como el vanadio. El dióxido de vanadio, por ejemplo, cambia de aislante a conductor en función de la temperatura.

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Los investigadores de Berkeley no han descubierto el dióxido de vanadio en sí, sino una propiedad de ese compuesto que hasta ahora no se conocía, y es que la conductividad térmica atribuible al movimiento de los electrones es diez veces menor de lo que dictaría la ley de Wiedemann-Franz. El físico de la Universidad de Berkeley y cabeza visible de este descubrimiento, Junqiao Wu, explica:

En el dióxido de vanadio, los electrones se mueven al unísono, como en un fluido, en lugar de hacerlo en todas direcciones como en los metales comunes. Para los electrones, el calor es un movimiento aleatorio. Los metales normales transportan el calor de una manera tan eficiente porque hay muchas posibles configuraciones microscópicas por las que los electrones pueden viajar. En el dióxido de vanadio, el movimiento coordinado de los electrones, como si fueran la banda de un desfile actúa en detrimento de la conductividad térmica. Es un efecto del menor número de configuraciones disponibles para que los electrones salten de manera aleatoria. 

No es el primer compuesto metálico que transmite la electricidad mejor que el calor. La diferencia es que este lo hace a temperatura ambiente en lugar de solo cuando se somete a temperaturas imposiblemente bajas. La mejor parte es que la cantidad de electricidad que transmite puede ajustarse añadiendo pequeñas concentraciones de otros metales. El dióxido de vanadio tiene algunas otras propiedades interesantes. Es transparente a temperaturas de 30 grados celsius, y absorbe la radiación infrarroja por encima de 60 grados.

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Aún quedan algunas pruebas antes de comercializar el compuesto, pero su nueva característica tiene múltiples aplicaciones. Puede usarse, por ejemplo, como sistema para disipar el calor en motores al mismo tiempo que genera energía eléctrica. También haría un excelente aislante del calor en ventanas. [vía Laboratorio Lawrence Berkeley]