Uma equipa de cientistas da Universidade Metropolitana de Osaka, no Japão, desenvolveu uma arquitectura de material capaz de controlar e direccionar a radiação térmica de forma programável. A inovação apresenta uma solução para um dos principais desafios da física térmica: controlar de forma independente a absorção e a emissão de calor
De acordo com os investigadores, na maioria dos materiais, a forma como a energia térmica é absorvida está directamente ligada à forma como é emitida, um princípio conhecido como reciprocidade. Esta característica limita a capacidade de direccionar o fluxo de calor para aplicações específicas. A nova tecnologia, porém, supera essa limitação ao permitir que a radiação térmica seja direccionada, activada ou desactivada conforme a necessidade.
Para alcançar este resultado, os cientistas combinaram materiais magneto-ópticos, que alteram o seu comportamento quando sujeitos a campos magnéticos, com um material de mudança de fase denominado GST (Ge₂Sb₂Te₅), composto por germânio, antimónio e telúrio. Esta combinação permitiu criar um dispositivo capaz de armazenar diferentes estados de emissão térmica e preservá-los mesmo após o desligamento da alimentação eléctrica.
Segundo o cientista Shunsuke Murai, a equipa conseguiu tornar a radiação térmica “mais inteligente”, abrindo caminho ao desenvolvimento de uma nova geração de emissores de infravermelhos, sensores avançados, sistemas de gestão térmica e dispositivos de memória baseados em luz e calor, em vez de cargas eléctricas.
Os testes demonstraram ainda que o dispositivo responde de forma eficiente à incidência da luz, mesmo em ângulos próximos da perpendicular, “superando limitações observadas em tecnologias anteriores, que exigiam ângulos mais acentuados para obter resultados semelhantes”. Além disso, o sistema revelou maior estabilidade na alternância entre estados e maior capacidade para preservar a informação armazenada.
Para o professor Koichi Okamoto, um dos responsáveis pela investigação, o objectivo final passa por desenvolver dispositivos compactos capazes de controlar a radiação térmica com a mesma precisão com que os circuitos electrónicos controlam a electricidade. “Caso a tecnologia avance para aplicações comerciais, poderá contribuir para o desenvolvimento de equipamentos energéticos mais eficientes, sensores de elevada precisão e novas soluções de armazenamento de informação”, concluiu.
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Fonte: Zap
