Investigadores da Universidade da Virgínia, nos Estados Unidos, liderados por William Hutchins, estão a trabalhar com nitreto de boro hexagonal (hBN), também conhecido como “grafeno branco”, um material emergente que já foi utilizado para criar sinapses artificiais para computadores neuromórficos e até qubits para computadores quânticos.
A equipa descobriu como fazer com que o calor se mova através do hBN como se fosse um feixe de luz, evitando os gargalhos habituais que provocam o sobreaquecimento dos componentes electrónicos.
“Estamos a repensar a forma como lidamos com o calor”, afirmou o professor Patrick Hopkins. “Em vez de o deixarmos ir lentamente, estamos a direccioná-lo.”
Actualmente, os sistemas de arrefecimento da electrónica baseiam-se em dissipadores de calor metálicos, ventoinhas e arrefecimento líquido, mas estes métodos ocupam espaço e consomem mais energia. Além disso, se não conseguirem arrefecer tudo com a rapidez suficiente, os dispositivos abrandam, perdem eficiência ou avariam, até.
“Esta descoberta poderá mudar a forma como concebemos tudo, desde processadores a naves espaciais”, concluiu o Hopkins.
Esta nova linha de investigação oferece uma alternativa revolucionária: em vez de depender de vibrações térmicas lentas, chamadas fónons, o calor move-se em ondas através de quasipartículas híbridas, chamadas fónon-polaritões hiperbólicos (HPhPs), que formam ondas especiais que transportam o calor a velocidades extraordinárias.
Normalmente, o calor dos componentes electrónicos espalha-se como as ondulações de um lago, dissipando-se para o exterior mas perdendo energia pelo caminho. Em contrapartida, o novo método transforma o calor em ondas estreitamente canalizadas que se propagam eficazmente a longas distâncias, como um comboio de alta velocidade a circular nos carris.
A equipa conseguiu este resultado aquecendo uma pequena pastilha de ouro sobre hBN (nitreto de boro hexagonal). Em vez de o calor se espalhar lentamente, excitou as propriedades únicas do material, transformando a energia em ondas polaritónicas de movimento rápido que transportaram instantaneamente o calor para longe da interface entre o ouro e o hBN.
“Este método é incrivelmente rápido”, disse Hutchins. “Estamos a observar o calor a mover-se de formas que não se pensava serem possíveis em materiais sólidos. É uma forma completamente nova de controlar a temperatura à nanoescala”. “Esta descoberta poderá mudar a forma como concebemos tudo, desde processadores a naves espaciais”, concluiu Hopkins.
Fonte: Inovação Tecnológica
