VO2 – è l’abbreviazione chimica del biossido di vanadio metallico, un super metallo che conduce elettricità ma non il calore, che apre nuove applicazioni

di Marco Arezio

Il biossido di vanadio metallico (definito come il metallo che conduce elettricità) non è un composto scoperto di recente, in quanto la sua conoscenza è da attribuire al mineralogista Andrés Manuel che nel 1801, a città del Messico, lo classificò come sale di piombo e non come elemento chimico.

Fù solo nel 1830 che lo svedese Sefstrom lo riconobbe come elemento, dandogli poi il nome di Vinadio, ispirandosi alla dea Scandiva della bellezza, in relazione alle colorazioni che il composto aveva.

Ma bisognò aspettare fino al 1869 quando l’inglese Roscoe realizzò il metallo riducendo il cloruro di vanadio attraverso l’idrogeno.

Negli ultimi anni si è riaccesa l’attenzione per questo composto in quanto si è studiato, in modo più scientifico e con apparecchiature di ricerca più moderne, il principio di trasmissione dell’elettricità attraverso il metallo e della sua scarsa trasmissione del calore.

I due fattori sono sempre stati legati e regolati dalla legge Wiedemann-Franz, che afferma che i conduttori di elettricità sono normalmente anche conduttori di calore, cosa che si evince quando si usa un elettrodomestico, notando il riscaldamento dell’apparecchio in prossimità del motore suo elettrico.

Attraverso gli studi di un team di ricercatori americani si è potuto stabilire scientificamente come il biossido di titanio metallico non rispetti questa teoria, in quanto ha la capacità di passare da un isolante ad un elemento conduttivo a determinate temperature.

Lo studio si è concentrato sulle implicazioni che potrebbe portare questa nuova conoscenza nel comportamento elettronico dei conduttori.

Le conoscenze che si hanno nel campo dei conduttori sono rimesse in parte in discussione da questo nuovo composto, ma soprattutto si sono aperti nuovi scenari di impiego che potrebbero essere molto utili. Pensiamo alla possibile conversione del calore disperso dei motori elettrici in elettricità o migliorare l’isolamento termico degli infissi.

Infatti, la caratteristica del biossido di vanadio è quella di diventare conduttore a temperature superiori a quelle dell’ambiente, perciò si è voluto analizzare il principio secondo cui gli elettroni si muovono all’interno del reticolo cristallino del prodotto, verificandone anche la quantità di calore prodotto.

Questo test ha potuto dimostrare che la conducibilità termica degli elettroni nel composto fosse di circa 10 volte più bassa rispetto a quello che la legge Wiedemann-Franz avrebbe previsto.

Ulteriori tests sono stati fatti con lo scopo di capire quali e quanti materiali si possano unire al biossido di vanadio per modificare la quantità di calore e di elettricità che, il nuovo composto ottenuto, potrebbe esprimere.

Nelle possibili nuove applicazioni che si possono immaginare attraverso l’uso di questo prodotto, c’è da tenere presente che il biossido di vanadio ha la caratteristica di essere trasparente fino ad una temperatura di circa 85° e riflettendo la luce infrarossa a dai 140°.

Nel campo della costruzione di edifici, che tengano in considerazione il risparmio energetico, l’emissione contenuta di C02 e il risparmio di corrente, si può ipotizzare di utilizzare il biossido di vanadio per il rivestimento di infissi dove l’alta conduttività termica sarà apprezzata d’estate, in quanto terrà freschi gli ambienti e la bassa conduttività termica, in presenza delle basse temperature, aiuterà l’isolamento degli edifici.

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