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

Así é o rato colilongo, o pequeno roedor clave na transmisión do hantavirus dos Andes

Estudos revelan taxas de infección entre o 5% e o 10%, con maior incidencia nos machos adultos pola súa conduta territorial durante a reprodución

O CiQUS obtén o selo de Unidade de Excelencia María de Maeztu

O centro da USC recibirá arredor de tres millóns de euros para os próximos catro anos a través do recoñecemento do Ministerio de Ciencia

O investigador Cristóbal Pérez súmase ao CiQUS para impulsar a espectroscopía molecular

O científico ten unha traxectoria recoñecida a nivel internacional no deseño e aplicación de instrumentación avanzada para estudar a estrutura e dinámica de sistemas moleculares complexos

Galicia abre a porta a fármacos máis seguros que se activan con luz grazas a unha tecnoloxía pioneira

A investigación do CiQUS, destacada nun editorial pola revista ‘Nature Synthesis’, presenta unha estratexia que reduce os efectos secundarios mediante activación localizada