科学家发现导电不导热金属打破经典定律

　　总所周知，金属既导电又导热。但是科学家的新发现将推翻这种观念。美国柏克莱实验室的科学家发现二氧化钒具有导电却不导热的特性。这种独特的金属给科学家带来惊喜，也为热电材料的发展带来新机遇。

　　华裔科学吴军桥等人今年早些时候曾在《科学》杂志上描述，二氧化钒材料在导电时，产生极少的热量，远低于威德曼-弗朗兹法则 的计算值，打破了该经典物理定律。“这个发现完全出乎意料！”吴军桥教授在柏克莱实验室的新闻报导中说：“这说明教科书关于传统导体的物理定律被打破了。这项发现的根本意义在于认识新导体中的基本电子行为。”

　　威德曼-弗朗兹法则认为，金属能很好的导电和传递热量，甚至金属的热导率和电导率之比值是一个常数。因此，金属的导电性能越好，其导热性能也越好。

　　二氧化钒是一种化学方面表现相变特性的金属氧化物，相变温度为67℃左右，超过此温度其性质可从绝缘变为导电。吴军桥等人的实验测得，二氧化钒在导电时的热传导率仅为威德曼-弗朗兹法则预测值的10~20%。也就是说，基本不导热。

　　吴军桥对二氧化钒的这种特性解释道：“其中的电子运动特点相互一致，就像液体一样，而与普通金属不同。对于电子而言，随机运动就是热量。普通金属可以有效地传导热量，是由于单个电子可能在许多不同微观形态之间跳转。而二氧化钒中的电子正相反，它们就像军乐团一样彼此协调一致，因此电子可以随机切换的形态变少了，从而不利于导热。”

　　柏克莱实验室的科学家表示，目前尚未达到真正能大规模商业应用二氧化钒的性质。根据二氧化钒的性质，它很可能被用于制成节省电能的新型导热材料。