O CiQUS desenvolve un prototipo de memoria térmica que permite controlar o fluxo de calor con voltaxe

O dispositivo, baseado en películas ultrafinas ferroeléctricas, permite “acender” e “apagar” a condución térmica de forma estable

A calor é unha forma de enerxía omnipresente que, a diferenza doutras, resulta extremadamente difícil de almacenar debido á súa tendencia natural a disiparse. Este trazo, esencial para fenómenos como a chegada da enerxía solar á Terra, supón tamén un desafío tecnolóxico clave. En lugar de tratar de confinalo, un equipo do Centro Singular de Investigación en Química Biolóxica e Materiais Moleculares (CiQUS) da Universidade de Santiago (USC), en colaboración coa Universitat de Barcelona e a Universidad de Zaragoza, propón unha estratexia alternativa: aproveitar a calor alí onde se xera, controlando o seu fluxo en tempo real e utilizalo na fabricación de memorias térmicas.

Nun traballo recentemente publicado na revista Advanced Materials, o persoal investigador presenta un prototipo de memoria térmica, un dispositivo capaz de alternar entre distintos estados de condución de calor mediante a aplicación de pequenas voltaxes eléctricas. De forma análoga aos bits na electrónica convencional, o sistema pode programarse para ofrecer un estado de alta condutividade térmica (“aceso”) ou de baixa condutividade (“apagado”), e manter esa configuración mesmo despois de retirar o estímulo eléctrico.

Publicidade

Películas con propiedades ferroeléctricas

O dispositivo baséase en películas ultrafinas —de apenas uns nanómetros de espesor— dun óxido de hafnio e circonio con propiedades ferroeléctricas. Neste material, os investigadores combinaron dous fenómenos clave: por unha banda, a polarización eléctrica característica dos ferroeléctricos, e por outro, a presenza de defectos atómicos coñecidos como vacantes de osíxeno, que actúan como barreiras para o transporte de calor. A interacción entre ambos permite regular de forma precisa a condutividade térmica do sistema.

O mecanismo que subxace a este comportamento baséase no control eléctrico do movemento destas vacantes. Dependendo da voltaxe aplicada, as vacantes acumúlanse ou dispérsanse dentro do material, modificando a facilidade coa que a calor pode propagarse. Este proceso dá lugar a un comportamento histerético —similar ao dos materiais ferroeléctricos— que permite definir dous estados térmicos estables e non volátiles.

Publicidade

Características prometedoras

O investigador do CiQUS Francisco Rivadulla sinala que, aínda que se trata aínda dun avance fundamental lonxe dunha aplicación tecnolóxica inmediata, o sistema presenta características prometedoras. Funciona con voltaxes relativamente baixas e os estados térmicos xerados mostran unha notable estabilidade no tempo, manténdose durante días sen degradación apreciable. Entre as limitacións actuais destaca a velocidade de conmutación, aínda lenta, o que sinala o camiño para futuras melloras.

Este traballo abre unha nova vía no control activo da calor en dispositivos sólidos, con posibles aplicacións na xestión térmica de sistemas electrónicos, a conversión de enerxía ou o desenvolvemento de tecnoloxías baseadas no procesamiento de información mediante calor. Neste contexto, o CiQUS conta coa acreditación como Centro de Investigación do Sistema Universitario de Galicia (CIGUS), outorgada pola Xunta de Galicia, e recibe financiamento da Unión Europea no marco do Programa Galicia FEDER 2021-2027.

DEIXAR UNHA RESPOSTA

Please enter your comment!
Please enter your name here

Este sitio usa Akismet para reducir o spam. Aprende como se procesan os datos dos teus comentarios.

Relacionadas

Un equipo da USC revela novas opcións terapéuticas do único fármaco contra a fibrose hepática

O descubrimento do CiMUS sobre o Resmetiron permitirá desenvolver terapias dirixidas especificamente contra esta enfermidade no futuro

Nace ConfIA, unha rede que aglutina dez universidades para impulsar unha IA confiable e responsable

O CITIC e o CiTIUS representarán a Galicia nesta iniciativa que reforzará a cooperación científica, a captación de talento e a transferencia de coñecemento

As altas temperaturas deixan 790 mortes en Galicia entre xuño e xullo

A Coruña é a provincia máis afectada, con 348 falecementos asociados á calor, seguida de Pontevedra, que suma 222

Fan falta máis medios de extinción para loitar contra os incendios forestais?

O consenso científico afirma que o problema é un modelo que continúa a investir máis en apagar o lume ca en evitar que se produzan grandes eventos. Por María-Luisa Chas-Amil e Emilio Nogueira-Moure