Cerca de 90% do uso de energia mundial envolve geração ou manipulação de calor, embora controlar o transporte térmico ainda seja um desafio em muitos campos, variando de dispositivos eletrônicos em escala micro e nano à aeronáutica. Materiais que exibem transição abrupta entre estados de baixa e alta condutância térmica são fortemente desejados para aplicações de regulação térmica em rápido desenvolvimento.

Em um novo relatório publicado em Acta Materialia , uma equipe conjunta liderada pelo Prof. Tong Peng e Prof. Zhang Yongsheng do Instituto de Física do Estado Sólido (ISSP) dos Institutos de Ciências Físicas de Hefei (HFIPS) relataram suas novas descobertas sobre uma mudança acentuada de condutividade térmica de até 200% dentro um intervalo de temperatura de 40 Kelvin em sulfetos Ni1 _-x Fe _x S.

"A mudança observada de condutividade térmica excede as relatadas em outros materiais de regulação térmica, "disse o Prof. Tong, "Além disso, a temperatura de operação pode ser bem ajustada ajustando a concentração de ferro, tornando esse esquema de regulação de condutividade térmica adaptável a diferentes necessidades de aplicação. "

"Fizemos cálculos teóricos, "disse o Prof. Zhang, um físico teórico, "e descobriram que o grande salto das raízes de condutividade térmica da modificação dramática da estrutura eletrônica na transição de fase de primeira ordem."

O material é frágil por natureza, então o grupo fez algo mais. Eles adicionaram prata para melhorar a usinabilidade e estabilidade do ciclo térmico, o que é benéfico para as aplicações práticas.

O grande salto da condutividade térmica junto com a reversibilidade sugere que os materiais atuais são um novo material promissor para aplicações de gerenciamento térmico. Além do mais, os sulfetos hexagonais são fáceis de sintetizar e as matérias-primas são ecologicamente corretas.

Muitas aplicações podem ser apresentadas a este material. Por exemplo, ele pode ser usado para construir diodos térmicos. Semelhante aos diodos eletrônicos, diodos térmicos apenas permitem que o fluxo de calor viaje em uma direção específica, enquanto bloqueia na direção oposta. Uma vez que sua condutividade térmica pode ser ajustada de forma autônoma, este material também pode ser aplicado para manter a temperatura ideal contra a variação de temperatura ambiente.