Yhdysvaltalainen tutkijaryhmä on löytänyt varsinaisen kummajaisen metalliksi, ScienceAlert kertoo. Metallinen vanadiinidioksidi (VO2) nimittäin näyttää johtavan sähköä, mutta ei lämpöä.
Näin se vastustaisi Wiedermannin-Franzin lakia, jonka mukaan hyvät sähkönjohteet ovat myös melko hyviä lämmönjohteita.
Tämä fysiikan laki selittää osaltaan myös sen, miksi esimerkiksi moottorit ja tietotekniset laitteet kuumenevat, kun niitä käyttää pidemmän aikaa.
Vanadiinidioksidilla on huomattu kummallisia ominaisuuksia jo aikaisemmin. Se esimerkiksi muuttuu läpinäkyvästä eristeestä hyväksi sähkönjohteeksi 67 celsiusasteen lämpötilassa.
”Löytö oli täysin odottamaton. Se näyttää radikaalisti rikkovan fysiikan lakia, jonka on tiedetty pätevän perinteisiin johteisiin. Löytö on tärkeä sen ymmärtämiseksi, millaista uudenlaisten johteiden sähköinen käyttäytyminen on”, tutkimusta johtanut Junqiao Wu Berkelyn yliopistosta luonnehtii.
Erikoinen ominaisuus tekee vanadiinidioksidista myös mahdollisen tulevaisuuden lupauksen koneiden hukkalämmön keräämiseen ja ikkunoihin auttamaan pitämään rakennukset viileinä myös kuumassa auringonpaahteessa.
Tutkijat tuntevat jo joukon muita materiaaleja, joiden sähkönjohtokyky on selvästi parempi kuin lämmönjohtokyky. Niillä on kuitenkin tämä ominaisuusyhdistelmä vain yli sata astetta pakkasen puolella, mikä tekee niistä hyvin epäkäytännöllisiä mihinkään todellisen maailman käyttötarkoitukseen.
Vanadiinidioksi on puolestaan hyvä sähkönjohde yleensä vain huoneenlämpötilaa lämpimämmässä. Siksi se olisi huomattavasti kätevämpi moniin tarkoituksiin.
Tutkijat selvittivät, miten elektronit liikkuvat vanadiinidioksidin kiderakenteessa ja kuinka paljon se tuottaa samalla lämpöä. Yllätyksekseen he havaitsivat, että elektronien tuottama lämmönjohtavuus oli vain noin kymmenesosa siitä mitä Wiedermannin-Franzin laki ennustaa.
Syy tähän näyttää olevan elektronien synkronisessa liikkeessä aineessa.