Γιατί το Metal είναι ο καλύτερος αγωγός θερμότητας;

Δεν είναι απολύτως ακριβές να πούμε ότι το μέταλλο είναι ο καλύτερος αγωγός θερμότητας . Ενώ τα μέταλλα είναι εξαιρετικοί αγωγοί, υπάρχουν και άλλα υλικά που μπορούν να διεξάγουν θερμότητα ακόμα καλύτερα σε συγκεκριμένες καταστάσεις.

Εδώ είναι γιατί τα μέταλλα είναι καλοί αγωγοί θερμότητας:

* Δωρεάν ηλεκτρόνια: Τα μέταλλα έχουν μια μοναδική δομή όπου τα ηλεκτρόνια δεν συνδέονται στενά με μεμονωμένα άτομα. Αυτά τα "ελεύθερα ηλεκτρόνια" μπορούν να κινούνται εύκολα σε όλο το πλέγμα του μετάλλου.

* Κινητικότητα ηλεκτρονίων: Όταν η θερμότητα εφαρμόζεται σε ένα μέταλλο, αυτά τα ελεύθερα ηλεκτρόνια απορροφούν ενέργεια και δονείται πιο έντονα. Αυτή η αυξημένη δόνηση μεταφέρεται γρήγορα σε άλλα κοντινά ηλεκτρόνια, επιτρέποντας τη θερμότητα να ρέει γρήγορα μέσω του υλικού.

Εδώ είναι μερικά παραδείγματα υλικών που μπορεί να είναι καλύτεροι αγωγοί θερμότητας από ορισμένα μέταλλα σε συγκεκριμένες συνθήκες:

* Diamond: Το Diamond είναι ένας αξιοσημείωτος θερμικός αγωγός, ακόμα καλύτερος από τον χαλκό ή το ασήμι σε θερμοκρασία δωματίου. Αυτό οφείλεται στους ισχυρούς ομοιοπολικούς δεσμούς και την πολύ διατεταγμένη κρυσταλλική δομή.

* Graphene: Αυτό το φύλλο ενός πάχους ενός ατόμου των ατόμων άνθρακα είναι ένας άλλος εξαιρετικός θερμικός αγωγός, με πιθανές εφαρμογές σε θερμική διάχυση και ηλεκτρονικά.

* νανοσωλήνες άνθρακα: Αυτές οι κυλινδρικές δομές των τυλιγμένων φύλλων γραφένιου παρουσιάζουν εξαιρετική θερμική αγωγιμότητα κατά μήκος του μήκους τους, υπερβαίνουν ακόμη και τα διαμάντια σε ορισμένα σενάρια.

Συνοπτικά, τα μέταλλα είναι γενικά καλοί αγωγοί θερμότητας λόγω των ελεύθερων ηλεκτρονίων τους. Ωστόσο, υπάρχουν και άλλα υλικά όπως νανοσωλήνες διαμαντιού, γραφένιου και άνθρακα που μπορούν να επιτύχουν ακόμη υψηλότερες θερμικές αγωγιμότητες υπό συγκεκριμένες συνθήκες.