Tecnologia de "compressão do calor" fica ao alcance do uso prático

Energia

Redação do Site Inovação Tecnológica - 23/05/2025

Compress?o das ondas luminosas

J? existem v?rias t?cnicas para compactar a luz, comprimindo-a abaixo do limite de difra??o, e essa miniaturiza??o da luz est? permitindo deslanchar uma s?rie de ?reas, incluindo toda a tecnologia fot?nica, os processadores de luz e, claro, a computa??o qu?ntica.

Paralelamente, trabalhos recentes mostraram que o calor tamb?m pode se mover como uma onda. Al?m de permitir resfriar eletr?nicos instantaneamente, essa demonstra??o levou a uma decorr?ncia muito l?gica: ? poss?vel comprimir o calor, assim como comprimimos a luz.

Ent?o, h? menos de um ano, uma equipe da Universidade da Carolina do Norte, nos EUA, demonstrou como comprimir o calor a um d?cimo do seu tamanho usando filmes finos, materiais laminados com poucos ?tomos de espessura.

Agora, a mesma equipe demonstrou tr?s vantagens adicionais que tornam esses filmes verdadeiramente ?teis para aplica??es pr?ticas envolvendo a manipula??o do calor.

"A pel?cula fina que usamos ? uma membrana cristalina de titanato de estr?ncio," conta o professor Yin Liu. "Em nosso trabalho anterior, realizamos os testes de caracteriza??o em um substrato de sil?cio e descobrimos que o material tinha propriedades fascinantes, mas sofria de perdas elevadas. Em outras palavras, grande parte da energia luminosa era perdida na forma de calor, o que significa que a luz n?o conseguia se propagar por longas dist?ncias."

Isto agora mudou.

Compress?o do calor

Os pesquisadores comprovaram que (1) a luz infravermelha comprimida pode se propagar pelo menos quatro vezes mais longe do que o demonstrado anteriormente; (2) a tecnologia pode comprimir uma faixa mais ampla de comprimentos de onda infravermelhos do que o demonstrado anteriormente; e (3) os filmes finos podem ser integrados a uma variedade de materiais e formatos de substrato.

A primeira descoberta foi que o titanato de estr?ncio (SrTiO₃) apresenta perdas excepcionalmente baixas, o que significa que a luz pode se propagar por uma dist?ncia maior, perdendo muito pouca energia em forma de calor. "Do ponto de vista da efici?ncia, este filme fino ? compar?vel aos materiais polarit?nicos mais eficientes, o que significa que esses filmes ser?o ?teis para aplica??es pr?ticas," disse Liu.

A segunda descoberta ? que a pel?cula fina consegue confinar tanto a luz infravermelha distante quando a luz infravermelha m?dia. "A capacidade de confinar a luz infravermelha distante ? importante do ponto de vista pr?tico," detalhou Liu. "Por exemplo, isso ser? ?til na engenharia de tecnologias de gerenciamento t?rmico para converter calor em luz infravermelha. E a capacidade de operar em uma faixa mais ampla de comprimentos de onda infravermelhos tamb?m amplia a utilidade desses materiais para o desenvolvimento de tecnologias de sensoriamento molecular."

Finalmente, a possibilidade de juntar o material compressor de calor e outros substratos al?m do sil?cio torna a t?cnica muito mais vers?til, podendo atingir uma gama maior de aplica??es. "Tamb?m achamos que esse trabalho ? importante porque demonstramos que ? poss?vel pegar essas pel?culas finas e aplic?-las a substratos com diversas geometrias de superf?cie, como a que usamos para suspender a pel?cula fina sobre o espa?o vazio," disse o professor Ruijuan Xu.

A equipe j? est? em contato com a ind?stria em busca das formas mais imediatas de usar o material compressor de calor.

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