Une équipe de chercheurs annonce avoir identifié un métal qui conduit l’électricité, mais pas la chaleur, une propriété incroyablement utile qui défie notre compréhension actuelle des métaux conducteurs.
Le dioxyde de vanadium métallique est un matériau déjà bien connu pour sa capacité étrange à passer d’une phase isolante à température ambiante et une phase métallique au-delà de 68 °C. Le composé inorganique de formule VO2 fait de nouveau parler de lui en contredisant aujourd’hui la loi de Wiedemann-Franz qui veut que les bons conducteurs d’électricité soient également et proportionnellement de bons conducteurs de chaleur pour simplifier. Cela explique pourquoi nos appareils électroniques deviennent si chauds lorsque nous les utilisons régulièrement. En analysant la façon dont les électrons se déplacent au sein de réseau cristallin du dioxyde de vanadium, les chercheurs ont en effet découvert que la conductivité thermique dans ce matériau est dix fois inférieure au rapport prévu par la loi de Wiedemann-Franz.
« Ce fut une découverte tout à fait inattendue », a déclaré le chercheur principal, Junqiao Wu, de la Division des Sciences des Matériaux de Berkeley Lab (en Californie) avant d’ajouter que c’était « d’une importance fondamentale pour la compréhension du comportement électronique de base des nouveaux conducteurs ». Nous connaissons déjà une poignée d’autres matériaux qui conduisent mieux l’électricité que la chaleur, mais ces derniers n’affichent ces propriétés qu’à des températures des centaines de degrés en dessous de zéro, ce qui les rend très peu pratiques pour toutes applications dans la vie de tous les jours. En outre, le dioxyde de vanadium affiche ses propriétés à des températures chaudes supérieures à la température ambiante.
Ces résultats détaillés dans la revue Science pourraient mener à un large éventail d’applications et ouvrir la voie à des systèmes qui pourraient convertir la chaleur résiduelle des moteurs et des appareils en énergie électrique. Et pourquoi ne pas l’utiliser comme revêtement de menuiseries ? En réglant sa conductivité thermique, le matériau pourrait en effet dissiper efficacement la chaleur de l’été (avec une conductivité thermique élevée), mais aussi, et surtout éviter la perte de chaleur durant l’hiver en raison de sa faible conductivité thermique à des températures plus basses.
Beaucoup plus de recherches devront être faites sur ce matériau énigmatique avant qu’il ne soit commercialisé à grande échelle, mais il est déjà très excitant de savoir qu’un matériau peut afficher de telles propriétés à température ambiante.
