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物理學家發現了導電但不導熱的金屬



物理學家確定了一種導電但不導熱的金屬,這是一種非常有用的屬性,但違背了我們對導體如何工作的理解。 19 世紀發現的維德曼–夫蘭茲定理(Wiedemann-Franz Law)描述了金屬電導率和熱導率之間的關係,該定理基本上聲明良好的電導體同時也是良好的熱導體,這也是電動機和電器使用時會變熱的原因。

2017
 年發現的金屬二氧化釩(VO2)違背了這一定理,它的另一個特殊屬性是 67
攝氏度時會從透明絕緣體變為金屬導體。

研究人員在分析了其中的電子後認為,它導電但不導熱的原因是二氧化釩中的電子量只有維德曼–夫蘭茲定理預言的十分之一,電子像流體一樣協調運動,不同於普通金屬。對電子來說,熱是一種隨機運動,普通金屬能有效傳遞熱是因為有足夠的微觀態(microscopic
 
configurations)讓個別電子在其間跳躍,而二氧化釩沒有這麼多的微觀態。

這種金屬未來也許可用於將廢熱轉化為電能,或創造出保持建築物涼爽的窗簾。

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