Khám phá ra vật chất truyền điện nhưng không truyền nhiệt, đi ngược lại với sách giáo khoa

Khám phá ra vật chất truyền điện nhưng không truyền nhiệt, đi ngược lại với sách giáo khoa
Theo: Dink Theo Trí Thức Trẻ
Thể loại: Khoa Học Công Nghệ
Có thể ứng dụng VO2 vào phát triển vật liệu truyền điện và cách nhiệt, vì nó xuất sắc trong cả hai hạng mục.

Các nhà nghiên cứu đã xác nhận sự tồn tại của một thứ kim loại có khả năng dẫn điện mà không truyền nhiệt, một đặc tính cực kỳ hữu dụng có thể khiến dây dẫn điện bước sang trang sử mới. Khoa học lần đầu tiên phát hiện thứ kim loại này vào năm 2017, họ bỡ ngỡ khi nó đi ngược lại với Định luật Wiedemann-Franz - cho rằng vật dẫn điện tốt sẽ dẫn nhiệt tốt, chính là lý do tại sao ta thấy đồ điện được vận hành liên tục lại nóng lên.

Thứ vật chất đang “nằm trong diện nghi vấn” là vanadium dioxide (VO2), thử nghiệm cho thấy nó truyền được điện mà lại không truyền nhiệt. Khoa học vừa ngạc nhiên nhưng ít nhiều họ cũng đã được chuẩn bị tinh thần trước: VO2 vốn đã kỳ lạ, một khối kính VO2 sẽ trong suốt ở nhiệt độ dưới 30 độ C nhưng sẽ tối lại ở nhiệt độ trên 60 độ C, biến nó thành một loại kính chắn ánh sáng chỉ với dòng điện chạy qua, có thể ứng dụng lên cửa sổ hoặc cửa kính ô tô.

Khám phá ra vật chất truyền điện nhưng không truyền nhiệt, đi ngược lại với sách giáo khoa - Ảnh 1.

Các nhà khoa học từ Phòng thí nghiệm Berkeley đang thử nghiệm với VO2.

Phát hiện mới quả là bất ngờ”, trưởng ban nghiên cứu Junqiao Wu từ Ban Khoa học Vật chất thuộc Phòng thí nghiệm Berkeley cho hay. “Đây là vật liệu đi ngược lại với định luật có có sách giáo khoa bấy lâu nay, vốn khẳng định đặc tính của vật liệu dẫn điện truyền thống. Khám phá này mang tầm quan trọng lớn, cho phép ta hiểu bản chất của những vật liệu dẫn điện lạ thường”.

Lạ là một phần, vật liệu mới có thể còn hữu dụng nữa. Các nhà khoa học đã nghĩ ra những ứng dụng tương lai của VO2, ví dụ như biến nhiệt lượng thừa từ động cơ thành điện năng, hoặc sử dụng VO2 như một lớp kính cách nhiệt hiệu quả.

Giới nghiên cứu cũng đã có một danh sách những chất có thể dẫn điện tốt hơn dẫn nhiệt, thế nhưng đặc tính kỳ lạ này chỉ xuất hiện khi vật liệu nằm trong môi trường nhiều trăm độ âm, khó có thể ứng dụng chúng vào đời thường.  Ngược lại, VO2 có thể truyền điện chỉ với nhiệt độ ấm, thực tế hơn nhiều.

Để tìm hiểu kỹ hơn về thuộc tính kỳ lạ này, đội nghiên cứu quan sát cách electron vận động bên trong lưới tinh thể của VO2, bên cạnh đó đo đạc xem nhiệt lượng sinh ra là bao nhiêu. Đáng ngạc nhiên thay, họ phát hiện ra rằng việc truyền nhiệt sinh ra bởi hoạt động của electron bên trong vật liệu này nhỏ hơn 10 lần so với lượng mà Định luật Wiedemann-Franz chỉ ra. Rõ ràng, electron đã vận động theo một cách thức nào đó khác.

Khám phá ra vật chất truyền điện nhưng không truyền nhiệt, đi ngược lại với sách giáo khoa - Ảnh 2.

Các electron di chuyển theo một thể thống nhất không khác gì dòng dung dịch chảy, chứ không hoạt động dưới dạng các hạt đơn lẻ mà ta thường thấy trong kim loại thường”, giáo sư Wu nói.

Với electron, nhiệt là thành quả của vận động ngẫu nhiên. Kim loại thường truyền nhiệt hiệu quả bởi lẽ có rất nhiều khoảng trống hiển vi để các electron di chuyển tự do. Ngược lại, electron chuyển động nhất quán trong vanadium dioxide không sinh nhiều nhiệt”.

Đáng chú ý hơn nữa, khi các nhà nghiên cứu trộn lẫn VO2 với các vật liệu khác, họ có thể điều chỉnh lượng điện và lượng nhiệt di chuyển bên trong vật liệu. Ví dụ, họ cho thêm vonfram vào VO2 và khiến tổ hợp trở thành một chất dẫn nhiệt hiệu quả hơn. Điều đó có nghĩa rằng VO2 có khả năng tản nhiệt, khi mà nó chỉ truyền nhiệt khi nóng lên tới một độ nhất định. Khi chưa đạt nhiệt độ đó, nó lại là chất cách nhiệt.

Tuy nhiên, ta chưa thể vội mừng và ngay lập tức ứng dụng VO2 vào thực tế, vẫn còn nhiều bài thử trước mắt. Ta vẫn có quyền hy vọng vào một tương lai vừa sáng vừa ấm, khi biết khoa học vẫn chưa khám phá ra hết các đặc tính hữu dụng của vật liệu. Khoa học vật chất kỳ diệu làm sao!

Tham khảo Science Alert

Các nhà khoa học ngày một hứng thú với động cơ warp, thứ công nghệ "bóp méo" không gian cho phép ta du hành với tốc độ ánh sáng

tinybook tinybook 3 tuần 2 ngày
Các nhà khoa học ngày một hứng thú với động cơ warp, thứ công nghệ "bóp méo" không gian cho phép ta du hành với tốc độ ánh sáng
Điều kì lạ là động cơ này có thể khả thi và dường như không vi phạm các quy tắc vật lý.

Sức mạnh công nghệ đã giúp Hàn Quốc kiểm soát được Covid-19 rất tốt như thế nào

tinybook tinybook 3 tuần 2 ngày
Sức mạnh công nghệ đã giúp Hàn Quốc kiểm soát được Covid-19 rất tốt như thế nào
Từ việc "tụt hạng" khỏi vị trí ổ dịch lớn thứ hai thế giới cùng tỷ lệ tử vong thấp đáng kinh ngạc, ta thấy rõ sức mạnh của nền y tế Hàn Quốc. Họ làm được điều đó là nhờ công nghệ.

Khoa học chứng minh: Dân văn phòng nên quỳ hoặc ngồi xổm khi làm việc vì lý do sau

tinybook tinybook 3 tuần 3 ngày
Khoa học chứng minh: Dân văn phòng nên quỳ hoặc ngồi xổm khi làm việc vì lý do sau
Một nghiên cứu gần đây cho thấy quỳ hoặc ngồi xổm trên sàn nhà có thể mang lại kết quả tích cực hơn, giúp cải thiện sức khỏe cho nhiều người, đặc biệt là dân văn phòng.

Các nhà khoa học Châu Âu dự đoán một nửa bãi biển hiện tại sẽ biến mất vào cuối thế kỷ này

tinybook tinybook 3 tuần 3 ngày
Các nhà khoa học Châu Âu dự đoán một nửa bãi biển hiện tại sẽ biến mất vào cuối thế kỷ này
Biến đổi khí hậu đã và đang là một mối hiểm họa cho nhân loại. Và vì nó, các bãi biển sẽ mất đi một nửa chỉ trong vòng 80 năm.

Biến đổi khí hậu nghiêm trọng đến nỗi gấu đang ngủ đông chợt tỉnh dậy sớm cả 2 tháng

tinybook tinybook 3 tuần 3 ngày
Biến đổi khí hậu nghiêm trọng đến nỗi gấu đang ngủ đông chợt tỉnh dậy sớm cả 2 tháng
Những con gấu trên toàn thế giới đang thức tỉnh khỏi chế độ ngủ đông sớm hơn một tháng so với thường lệ do biến đổi thời tiết.

Loạt tượng đá bí ẩn khiến các nhà khoa học đặt ra giả thuyết: Phải chăng con người đã sống cùng thời với khủng long?

tinybook tinybook 3 tuần 3 ngày
Loạt tượng đá bí ẩn khiến các nhà khoa học đặt ra giả thuyết: Phải chăng con người đã sống cùng thời với khủng long?
Cách đây 76 năm, 33 nghìn bức tượng đất nung được tìm thấy tại Mexico, vốn được coi là bằng chứng tiêu biểu cho giả thuyết khủng long từng chung sống cùng loài người thời tiền sử.

Tổ tiên của loài người đã từng gây ra sự tuyệt chủng của động vật từ 4 triệu năm về trước

tinybook tinybook 3 tuần 3 ngày
Tổ tiên của loài người đã từng gây ra sự tuyệt chủng của động vật từ 4 triệu năm về trước
Không chỉ hoạt động của nhân loại ngày nay mới gây ra những sự tuyệt chủng của đông vật, mới đây các nhà khoa học đã chỉ ra rằng tổ tiên của chúng ta thời tiền sử cũng từng gây ra những sự tuyệt chủng của các loài động vật khác.

Vibranium vs. Adamantium: Trong vũ trụ Marvel, kim loại nào đáng giá hơn?

tinybook tinybook 3 tuần 3 ngày
Vibranium vs. Adamantium: Trong vũ trụ Marvel, kim loại nào đáng giá hơn?
Trong bài viết này sẽ chỉ ra năm ưu điểm cho mỗi loại chất nhằm cho thấy rằng đâu mới thực sự là loại kim loại đáng giá nhất.

Các nhà cổ sinh vật học phát hiện ra chất béo trên cơ thể của thằn lằn cá từ 180 triệu năm trước

tinybook tinybook 3 tuần 5 ngày
Các nhà cổ sinh vật học phát hiện ra chất béo trên cơ thể của thằn lằn cá từ 180 triệu năm trước
Chất béo là thứ luôn tồn tại trên cơ thể của động vật, nhưng trên thực tế chúng rất dễ phân hủy và không thể tồn tại dưới dạng hóa thạch như xương, nhưng gần đây các nhà cổ sinh vật học gần đây đã tìm thấy dấu vết của chất béo trên hóa thạch của loài thằn lằn cá tại Đức. Phát hiện này sẽ nâng cao nhận thức của chúng ta về loài thằn lằn cá.

Leedsichthys: "Máy hút bụi" của biển cả Kỷ Jura từng bị hiểu nhầm là khủng long

tinybook tinybook 3 tuần 6 ngày
Leedsichthys: "Máy hút bụi" của biển cả Kỷ Jura từng bị hiểu nhầm là khủng long
Leedsichthys là một loài cá khổng lồ của họ Pachycormidae, một nhóm cá xương Đại Trung Sinh đã sinh sống ở các đại dương giữa kỷ Jura.

Nghiên cứu mới: hoa có thể nghe và tiếng vỗ cánh của ong khiến mật ngọt hơn

tinybook tinybook 3 tuần 6 ngày
Nghiên cứu mới: hoa có thể nghe và tiếng vỗ cánh của ong khiến mật ngọt hơn
Dựa theo các nhà khoa học, những bông hoa có thể lắng nghe loài ong đến và khiến mật của chúng ngọt hơn để dụ dỗ các chú ong đến thụ phấn.

Nghiên cứu mới: Virus SARS-CoV-2 từ tự nhiên, không phải từ phòng thí nghiệm

tinybook tinybook 4 tuần 17 phút
Nghiên cứu mới: Virus SARS-CoV-2 từ tự nhiên, không phải từ phòng thí nghiệm
Một nhóm các nhà khoa học Trung Quốc chỉ ra rằng virus corona chủng mới sinh ra từ các sự kiện tái kết hợp trong tự nhiên, không phải từ phòng thí nghiệm

Dự án bí mật 'Roadrunner' của Tesla lộ diện: Sản xuất hàng loạt những viên pin dung lượng lớn với giá 100$ cho mỗi kWh

tinybook tinybook 4 tuần 14 giờ
Dự án bí mật Roadrunner của Tesla lộ diện: Sản xuất hàng loạt những viên pin dung lượng lớn với giá 100$ cho mỗi kWh
Dự án này được Tesla kỳ vọng sẽ giúp làm giảm giá thành của những viên pin được trang bị cho những chiếc xe ô tô điện, từ đó giúp chúng cạnh tranh tốt hơn về giá với những chiếc ô tô đổ xăng truyền thống.

Dựng được cấu trúc điện tử của benzen, hợp chất với electron tồn tại ở 126 chiều khác nhau

tinybook tinybook 4 tuần 14 giờ
Dựng được cấu trúc điện tử của benzen, hợp chất với electron tồn tại ở 126 chiều khác nhau
Bài toán khó đã làm khoa học đau đầu bao năm nay đã có lời giải, tạo nên bước đột phá trong ngành quang điện tử học.

Luôn treo mình lộn ngược trên cây như loài dơi, đây nhất định là loài thằn lằn bay cổ đại kỳ lạ nhất từng tồn tại ở Trung Quốc

tinybook tinybook 4 tuần 15 giờ
Luôn treo mình lộn ngược trên cây như loài dơi, đây nhất định là loài thằn lằn bay cổ đại kỳ lạ nhất từng tồn tại ở Trung Quốc
Với cái miệng phẳng, đôi mắt to và treo mình lộn ngược trên cây, Vesperopterylus đích thị là loài thằn lằn bay cổ đại kỳ lạ nhất từng tồn tại trên Trái Đất.

Úc sản xuất loại pin “thích” nhiệt và không bao giờ phát nổ

tinybook tinybook 4 tuần 18 giờ
Úc sản xuất loại pin “thích” nhiệt và không bao giờ phát nổ
Một đại học của Úc vừa chế tạo nguyên mẫu pin kim loại lithium khá thú vị, ngược hẳn với pin lithium ngày nay.

Sử dụng sóng và ánh sáng, các nhà khoa học thực hiện truyền dữ liệu với tốc độ lên tới 100Gb/s

tinybook tinybook 4 tuần 20 giờ
Sử dụng sóng và ánh sáng, các nhà khoa học thực hiện truyền dữ liệu với tốc độ lên tới 100Gb/s
Tia terahertz có thể dịch chuyển dữ liệu gấp 1000 lần mạng 100 megabit thông thường.

10 nhân vật có khả năng tự hồi máu mạnh nhất Marvel, hai "bố con" Wolverine còn chưa chạm tới top 5

tinybook tinybook 4 tuần 21 giờ
10 nhân vật có khả năng tự hồi máu mạnh nhất Marvel, hai "bố con" Wolverine còn chưa chạm tới top 5
Chúng ta sẽ điểm qua một vài nhân vật với những khả năng đặc biệt trong đó bao gồm cả Healing Factor để xem nhân vật nào của Marvel là người có khả năng hồi phục vết thương tốt nhất.

Chuyện ít biết về người vợ liều lĩnh của Benz: Không có bà thì không có Mercedes-Benz và càng không có ô tô hiện đại như ngày nay

tinybook tinybook 4 tuần 1 ngày
Chuyện ít biết về người vợ liều lĩnh của Benz: Không có bà thì không có Mercedes-Benz và càng không có ô tô hiện đại như ngày nay
Chuyện ít biết về người vợ liều lĩnh của Benz: Không có bà thì không có Mercedes-Benz và càng không có ô tô hiện đại như ngày nay

Sự tuyệt chủng của những loài động vật có vú lớn tại Bắc Mỹ đã mang tới hậu quả gì?

tinybook tinybook 4 tuần 1 ngày
Sự tuyệt chủng của những loài động vật có vú lớn tại Bắc Mỹ đã mang tới hậu quả gì?
Sự tuyệt chủng của voi ma mút và hổ răng kiếm trong quá khứ dường như không gây ra sự sụp đổ của hệ sinh thái Bắc Mỹ nhưng hậu quả sau đó là gì thì không phải ai cũng biết.

Nghiên cứu mới cho rằng Mặt trời có thể là nguyên nhân khiến cá voi xám chết vì mắc cạn

tinybook tinybook 4 tuần 1 ngày
Nghiên cứu mới cho rằng Mặt trời có thể là nguyên nhân khiến cá voi xám chết vì mắc cạn
Cụ thể, theo nghiên cứu mới này, rất có thể những cơn bão mặt trời đã khiến cho khả năng định vị phương hướng của cá voi gặp vấn đề, khiến cho chúng bị mắc cạn.

Các nhà khoa học phát triển thành công loại pin lithium không bao giờ phát nổ dù có quá nhiệt

tinybook tinybook 4 tuần 1 ngày
Các nhà khoa học phát triển thành công loại pin lithium không bao giờ phát nổ dù có quá nhiệt
Loại pin lithium này có thể hoạt động ngay cả ở nhiệt độ cao mà không bị phát nổ. Đây chắc chắn là một thành tựu ấn tượng và rất quan trọng để ứng dụng trên smartphone hay xe điện.

Chip AI mới cho phép mắt nhân tạo phân tích xong hình ảnh chỉ trong vài nano giây

tinybook tinybook 4 tuần 1 ngày
Chip AI mới cho phép mắt nhân tạo phân tích xong hình ảnh chỉ trong vài nano giây
Công nghệ mới sẽ là trợ thủ đắc lực cho machine vision.

Bí ẩn về những cỗ quan tài di chuyển ở đảo Barbados

tinybook tinybook 4 tuần 1 ngày
Bí ẩn về những cỗ quan tài di chuyển ở đảo Barbados
Khi mọi người mở nắp ngôi mộ ở Barbados, họ đã cảm thấy sững sờ bởi những chiếc quan tài trong đó đều được đặt lại một cách bất thường, như thể chúng bị một lực lượng nào đó di chuyển.

Nhóm nghiên cứu MIT tuyên bố tìm ra cách thức "đánh chặn" thiên thạch hiệu quả nhất

tinybook tinybook 4 tuần 1 ngày
Nhóm nghiên cứu MIT tuyên bố tìm ra cách thức "đánh chặn" thiên thạch hiệu quả nhất
Chúng ta thật may mắn vì thông minh hơn khủng long.

Túp lều tranh không tường rách nát ở San Francisco được rao bán với giá 2 triệu USD

tinybook tinybook 4 tuần 2 ngày
Túp lều tranh không tường rách nát ở San Francisco được rao bán với giá 2 triệu USD
Được biết, miếng đất có túp lều này chỉ rộng chưa đến 60m vuông, và bản thân túp lều thì trong tình trạng “không thể ở được”.

Tại sao côn trùng từ bỏ cơ thể to lớn thời tiền sử của chúng mà ngày càng thu nhỏ dần?

tinybook tinybook 1 tháng 3 giờ
Tại sao côn trùng từ bỏ cơ thể to lớn thời tiền sử của chúng mà ngày càng thu nhỏ dần?
Côn trùng khổng lồ luôn là nguồn nhiên liệu phong phú cho các bộ phim khoa học viễn tưởng, và thực tế đã có những thời kỳ đạt được kích thước siêu to khổng lồ.

Hiểm họa tương lai: AI không chỉ lấy mất việc làm của con người, nó còn trực tiếp ngăn người lao động tìm việc

tinybook tinybook 1 tháng 5 giờ
Hiểm họa tương lai: AI không chỉ lấy mất việc làm của con người, nó còn trực tiếp ngăn người lao động tìm việc
Thời thế thay đổi: trước khi được ngồi đối diện với cặp “mắt xanh” của nhà tuyển dụng, các em phải lọt được “mắt thần” của trí tuệ nhân tạo.

Tạm gác Avengers sang một bên, đây là 10 con vật mạnh nhất vũ trụ Marvel

tinybook tinybook 1 tháng 10 giờ
Tạm gác Avengers sang một bên, đây là 10 con vật mạnh nhất vũ trụ Marvel
Không chỉ có các nhân vật mang hình hài con người, thậm chí là các con vật cũng được các họa sĩ biến hóa thành những sinh vật với những khả năng không tưởng trong vũ trụ của Marvel

Các nhà khoa học cuối cùng cũng khám phá được bí ẩn của vật chất tối trong vũ trụ

tinybook tinybook 1 tháng 14 giờ
Các nhà khoa học cuối cùng cũng khám phá được bí ẩn của vật chất tối trong vũ trụ
Các nhà khoa học vừa tìm ra được một loại hạt, mà có thể là nguồn gốc của vật chất tối trong vũ trụ.
tinybook Công Nghệ Thông Tin








Chat