p A descoberta surpreendente de uma nova maneira de ajustar e melhorar a condutividade térmica - uma propriedade básica geralmente considerada fixa para um determinado material - dá aos engenheiros uma nova ferramenta para gerenciar efeitos térmicos em telefones inteligentes e computadores, lasers e uma série de outros dispositivos energizados. p A descoberta foi feita por um grupo de engenheiros chefiados por Deyu Li, professor associado de engenharia mecânica na Vanderbilt University, e publicado online no jornal Nature Nanotechnology em 11 de dezembro.

p Li e seus colaboradores descobriram que a condutividade térmica de um par de tiras finas de material chamadas nanofitas de boro pode ser aumentada em até 45 por cento, dependendo do processo que eles usaram para colar as duas fitas. Embora a pesquisa tenha sido conduzida com nanofitas de boro, os resultados são geralmente aplicáveis ​​a outros materiais de película fina.

p Uma maneira inteiramente nova de controlar os efeitos térmicos "Isso aponta para uma maneira inteiramente nova de controlar os efeitos térmicos que provavelmente terá um impacto significativo na microeletrônica no design de smartphones e computadores, em optoeletrônica no design de lasers e LEDs, e em vários outros campos, "disse Greg Walker, professor associado de engenharia mecânica da Vanderbilt e especialista em transporte térmico que não esteve diretamente envolvido na pesquisa.

p De acordo com Li, a força que mantém as duas nanofitas juntas é uma atração eletrostática fraca chamada força de van der Waals. (Esta é a mesma força que permite que a lagartixa suba pelas paredes.)

p "Tradicionalmente, acredita-se amplamente que os fônons que transportam calor estão espalhados nas interfaces de van der Waals, o que torna a condutividade térmica dos feixes de fitas a mesma de cada fita. O que descobrimos está em nítido contraste com essa visão clássica. Mostramos que os fônons podem cruzar essas interfaces sem serem espalhados, o que aumenta significativamente a condutividade térmica, "disse Li. Além disso, os pesquisadores descobriram que podiam controlar a condutividade térmica entre um valor alto e baixo, tratando a interface dos pares de nanofitas com soluções diferentes.

p O realce é completamente reversível

p Um dos aspectos notáveis ​​do efeito que Li descobriu é que ele é reversível. Por exemplo, quando os pesquisadores molharam a interface de um par de nanofitas com álcool isopropílico, apertou-os e deixou-os secar, a condutividade térmica era a mesma de uma única nanofita. Contudo, quando os molharam com álcool puro e os deixaram secar, a condutividade térmica foi aumentada. Então, quando eles os molharam com álcool isopropílico novamente, a condutividade térmica voltou ao valor baixo original.

p "É muito difícil ajustar uma propriedade fundamental dos materiais, como a condutividade térmica e a condutividade térmica ajustável demonstrada torna a pesquisa especialmente interessante, "Walker disse.

p Uma das primeiras áreas onde esse novo conhecimento provavelmente será aplicado é no gerenciamento térmico de dispositivos microeletrônicos, como chips de computador. Hoje, bilhões a trilhões de transistores estão presos em chips do tamanho de uma unha. Esses chips geram tanto calor que um dos principais fatores em seu design é evitar o superaquecimento. Na verdade, o gerenciamento de calor é uma das principais razões por trás dos designs de processadores multi-core atuais.

p "Uma melhor compreensão do transporte térmico entre interfaces é a chave para alcançar um melhor gerenciamento térmico de dispositivos microeletrônicos, "Li disse.

p A descoberta pode melhorar o design de nanocompósitos

p Outra área onde a descoberta será importante é no projeto de "nanocompósitos" - materiais feitos pela incorporação de aditivos nanoestruturados, como nanotubos de carbono, a um material hospedeiro, como vários polímeros - que estão sendo desenvolvidos para uso em dispositivos eletrônicos flexíveis, materiais estruturais para veículos aeroespaciais e uma variedade de outras aplicações.