É verdade que todos os metais se expandem quando aquecidos?

Surprendentemente não!

A maior parte dos metais expandem-se quando aquecidos. Mas há alguns outliers interessantes que exibem expansão térmica negativa.

Um destes é o estado do zircónio. Ele contrai quando aquecido entre temperaturas de 0.3 K a 1050 K.

(pic source: Polymer/Zirconium Tungstate Nanocomposites)

Mais exemplos (nem todos os metais) são dados nos artigos acima da Wikipedia.

Uma aplicação para tais materiais seria misturá-lo com materiais com propriedades de expansão mais "normais" de modo a criar um material que não se expande nem se contrai quando aquecido, sendo assim estruturalmente estável numa vasta gama de diferentes temperaturas.

Um exemplo de uma aplicação diária (como dada nos artigos acima) seria criar obturações dentárias que se expandem de forma semelhante aos dentes quando arrefecidos ou aquecidos, por exemplo, devido a comer sobremesas frias ou beber bebidas quentes, reduzindo assim o risco de dor de dentes.

Uma aplicação mais científica envolve espelhos de alta precisão, que não mudam de forma por causa da temperatura, mantendo assim a confiabilidade em uma gama mais ampla de condições climáticas.