物理学家发现了一种传导电能但不传导热量的金属

研究人员已经发现了一种不传导热量的导电的金属，一种非常有用的属性，它违背了我们目前对导体工作原理的理解。

这种金属与威德曼-弗朗兹定律相矛盾，它指出良好的电导体也将成比例地是良好的热导体，这就是当你使用电器时会发热的原因。

但是在美国的一个团队已经表明，金属二氧化钒（VO2）不是这样，这种材料在68摄氏度（154华氏度）的温度下从透明绝缘体切换到导电金属的奇怪能力已经众所周知。

这是一个完全意想不到的发现。这种意想不到的性能不仅改变了我们对导体的了解，而且它也可能非常有用，这种金属可以用来将发动机和电器的浪费热量转换成电能，甚至创建更好的窗户，保持建筑物的凉爽。

研究人员已经知道少数其他材料的导电性能优于热能，但是它们只能在零度以下的温度下才会显示这些性能，这使得它们对于实际应用都是非常不切实际的。

另一方面，二氧化钒通常是在远高于室温的温度下的导体，这意味着它具有更实用的能力。

为了发现这个奇特的新属性，团队研究了电子在二氧化钒晶格中移动的方式，以及产生了多少热量。

令人惊讶的是，他们发现，这可能是由于该材料中的电子的热导率比由威德曼-弗朗兹定律预言量小10倍。

其原因似乎是电子移动通过材料的同步方式。

电子彼此一致地移动，非常像流体，而不是像正常金属中的单个粒子。对于电子，热力是随机运动的。正常金属有效地传输热量，因为存在许多不同的可能的微观结构，单个电子可以在其间跳跃。

相比之下，二氧化钒中电子协调的行进带状运动对热传递是有害的，因为存在较少的可用于电子随机跳跃的结构。

有趣的是，当研究人员将二氧化钒与其他材料混合时，他们可以“调整”电和热的量，这对于未来的应用可能是非常有用的。例如，当研究人员将金属钨加入到二氧化钒中时，它们降低了材料变成金属的温度，并且使其成为更好的热导体。

这意味着二氧化钒可以帮助从系统中散发热量，仅在其达到一定温度时传导热量。在达到温度之前，它只是一个绝缘体。

二氧化钒还具有在30摄氏度（86华氏度）透明的独特能力，但随后反射高于60摄氏度（140华氏度）的红外光，同时保持对可见光透明。这意味着它甚至可以用作窗户涂层，降低温度，而不需要空调。

这种材料可以用来帮助稳定温度，通过调整其导热性，该材料可以在炎热的夏天有效地自动散热，因为它具有高导热性，但在寒冷的冬天防止热损失，因为在较低的温度下具有低导热性。

在进一步商业化之前，需要对这种令人费解的材料进行更多的研究，但是我们现在知道这些奇怪的性质在室温下存在于材料中是非常令人兴奋的。