فلزی که هادی الکتریسیته و عایق گرما است

باسمه تعالی

تا کنون باور جامعه علمی این بود که هر فلزی که هادی جریان الکتریسیته باشد، به همان نسبت هادی انرژی گرمایی نیز هست. اما در سال ۲۰۱۷ نشان داده شد که vanadium dioxide (VO2)، خلاف این به اصطلاح قانون فیزیکی، میتواند در یک دمای خاص هادی الکتریسیته، و عایق گرما، باشد. لینک [1] درباره بعضی از کاربردهای مهندسی این پدیده شرح داده است. اما کاربرد خیلی مهم چنین فلزی، در تبدیل گرما به الکتریسیته است.

در حال حاضر برای تبدیل گرما به الکتریسیته، باید اول انرژی گرمایی را با موتور به انرژی جنبشی، و بعد آن را با استفاده از ژنراتور، به الکتریسیته تبدیل کنیم. بازدهی چنین سیستمی خیلی پایین است؛ و از قدیم آرزوی مهندسین این بوده که بتوانند بدون استفاده از موتور و ژنراتور، و فقط با خواص فیزیکی مواد، چنین سیستمی را با بازدهی و عمر بالا طراحی کنند.

فرض کنید در خانه یک بخاری چوبی و یا نفتی داشته باشید، و با چسباندن یک دستگاه کوچک به آن، بتوانید گرمای بخاری را به الکتریسیته تبدیل کرده، و از آن برای روشنایی و شارژ وسایل دیگر استفاده کنید. قطعاً چنین دستگاهی کاربردهای فوق‌العاده‌ای خواهد داشت.

اگر ورقهای مس و نیکل و فلزی با خواص فوق، را روی هم قرار دهیم؛ و لایه‌های این ساندویچ را ۵۰۰ بار تکرار کنیم، می‌شود حتی جریان الکتریسیته ۱۰۰ ولتی از آن گرفت. البته در عمل مهندسین میتوانند با استفاده از این فلز، طراحی‌های متنوعی را ابداع کنند.

پیدا کردن فلزی که کار فوق‌الذکر را به خوبی انجام دهد، صنعت پانل‌های برق خورشیدی را نیز تعطیل خواهد کرد. چون با چیزی شبیه دیش ماهواره میتوان انرژی خورشید را در یک نقطه متمرکز کرد و به وسیله‌ای مانند آنچه گفته شد، تاباند و از آن برق گرفت.

[1] Physicists Have Identified a Metal That Conducts Electricity But Not Heat https://www.sciencealert.com/physicists-identify-a-metal-that-conducts-electricity-but-not-heat