Para Ilmuwan Berhasil Menemukan Logam Penghantar Listrik Tanpa Harus Menghantarkan Panas

Para ilmuwan berhasil mengidentifikasi sejenis logam yang mampu menghantarkan listrik tanpa harus menghantarkan panas. Logam ini akan memiliki sifat yang bertentangan dengan Hukum Wiedemann-Franz, dimana konduktor listrik yang...

552 0
552 0

Para ilmuwan berhasil mengidentifikasi sejenis logam yang mampu menghantarkan listrik tanpa harus menghantarkan panas. Logam ini akan memiliki sifat yang bertentangan dengan Hukum Wiedemann-Franz, dimana konduktor listrik yang baik juga akan menjadi konduktor panas yang baik pula. Oleh sebab itulah mengapa perangkat listrik akan semakin panas jika semakin lama digunakan.

Sebuah tim peneliti dari Materials Sciences Division Berkeley Lab membuktikan bahwa hukum tersebut tidak berlaku bagi logam Vanadium Dioksida (VO2), sebuah material yang dikenal memiliki kemampuan perubahan sifat isolatif menjadi konduktif ketika berada pada suhu 67 °C. Menurut kepala tim peneliti tersebut Junqiao Wu, penemuan tersebut sangat tidak terduga yang mengguncangkan hukum konduktor konvensional yang ideal selama ini. Penemuan ini menjadi pijakan penting untuk mengetahui sifat listrik mendasar pada material konduktor yang masih asing.

Para peneliti sebenarnya sudah mengetahui beberapa material lain yang bersifat konduksi listrik lebih baik dibanding panas, namun sifat tersebut baru muncul pada temperatur minus ratusan derajat yang tidak bisa diaplikasikan pada kondisi lapangan. Sedangkan VO2 bersifat konduktif pada suhu yang hanya sedikit diatas suhu ruangan sehingga akan jauh lebih praktis dan realistis untuk diaplikasikan.

Para ilmuwan mengamati mekanisme perpindahan elektron diantara kisi-kisi kristal VO2 dan panas yang dihasilkannya. Ternyata mereka menemukan bahwa konduktivitas thermal yang bersamaan dengan elektron pada material tersebut 10 kali lebih rendah dibanding menurut teori yang ada pada hukum Wiedemann-Franz.

Fenomena tersebut disebabkan karena elektron bergerak secara serempak layaknya fluida, tidak sebagaimana satu persatu layaknya logam umumnya. Pada elektron, panas disebabkan pergerakan acak. Logam normal menyalurkan panas secara efisien karena banyaknya kemungkinan konfigurasi pergerakan elektron. Namun sebaliknya pergerakan elektron pada Vanadiun Dioksida yang cenderung terkoordinir dan terarah bisa menekan transfer panas karena sedikitnya kemungkinan pergerakan elektron secara acak.

Menariknya lagi, ketika peneliti tersebut mencampurkan Vanadium Dioksida dengan material lain, maka mereka dapat mengatur variasi kemampuan daya hantar listrik dan panasnya sehingga akan sangat bermanfaat pada aplikasi masa depan. Sebagai contoh ketika ditambahkan logam Tungsten pada VO2, mereka menurunkan temperaturnya dimana materail tersebut lebih bersifat logam dan menjadikannya penghantar panas yang lebih baik. Hal ini berarti VO2 bisa membantu membuang panas dari sistem hanya dengan menghantarkan panas ketika mencapai suhu tertentu. Sebelum mencapai suhu tersebut maka menjadi isolator.

Vanadium Dioksida juga memiliki kemampuan unik untuk menjadi transparan pada suhu sekitar 30 °C, namun pada suhu diatas 60 °C maka akan bersifat memantulkan cahaya inframerah namun tetap terlihat transparan oleh mata. Dengan demikian VO2 bisa digunakan sebagai pelapis kaca jendela yang mampu menurunkan panas tanpa AC.

Vanadium Dioksida juga bisa menjadi penstabil panas dengan mengatur konduktifitas thermalnya. Material ini mampu membuang panas secara otomatis dan efisien pada cuaca panas karena akan memiliki konduktifitas thermal yang tinggi, namun di sisi lain bisa membantu menekan pembuangan panas pada musim dingin karena rendahnya konduktifitas thermal pada suhu rendah.

Namun material ini masih perlu banyak melalui tahap riset dan pengujian sebelum mencapai tahap komersialisasi. Sehingga kita masih belum bisa mendapatkan perangkat elektronik yang mengaplikasikan teknologi ini dalam waktu dekat. Hasil penelitian ini sudah dipublikasikan secara detail dalam bentuk jurnal.

Sumber

In this article

Join the Conversation


Lewat ke baris perkakas