p O pó é extremamente adequado para isolamento térmico quando há uma confusão de nanopartículas de tamanhos diferentes. Isso foi descoberto por um grupo de pesquisa da Universidade de Bayreuth liderado pelo Prof. Dr. Markus Retsch. Os cientistas foram capazes de determinar como a condutividade térmica do pó é influenciada pela ordem e pelo caos em suas partes constituintes. Eles publicaram suas descobertas no jornal Materiais avançados . p O ponto de partida da pesquisa foram os cristais fototônicos que ocorrem naturalmente em várias espécies de insetos. Por exemplo, eles são responsáveis ​​pelo colorido, aparência cintilante de asas de borboletas. Esses cristais são fáceis de replicar em laboratório usando nanopartículas de polímero. Eles possuem uma multa, regular, e estrutura estável. O efeito dessa estrutura bem ordenada é que se torna difícil para o calor fluir através dos cristais. A condutividade térmica é baixa.

p Os pesquisadores em Bayreuth descobriram agora que materiais podem ser produzidos a partir dessas nanopartículas que exibem uma condutividade térmica ainda muito menor. Esses materiais são misturas na forma de pó:a ordem cristalina é, portanto, substituída pelo caos, e a agradável interação de cores também cessa. Embora cada partícula no interior dos cristais fotônicos seja cercada por exatamente doze partículas na vizinhança direta, o número de partículas diretamente vizinhas na mistura é totalmente inconsistente. Consequentemente, o calor deve tomar rotas tortuosas, tornando ainda mais difícil permear a mistura. Fluir do lado quente para o lado frio em uma estrutura caótica não é tão fácil para o calor quanto em cristais bem ordenados.

p Para esclarecer completamente essas relações, O Prof. Dr. Markus Retsch e sua equipe usaram uma combinação de experimentos de laboratório e simulações de computador. Isso permitiu que examinassem em detalhes como a composição da mistura de partículas afeta o fluxo de calor. O maior efeito de isolamento é alcançado pela mistura de um grande número de pequenas partículas com menos partículas grandes. Além da proporção de mistura, a diferença de tamanho entre os dois tipos de partículas também desempenha um papel crucial.

p "Tornar o caos reproduzível e descrevê-lo por meio de simulações não é tão fácil quanto parece, "explicou o Prof. Retsch sobre os desafios deste estudo." Só foi possível comparar nossos resultados experimentais com simulações de computador porque misturamos nanopartículas cujo comportamento podemos controlar muito bem, "disse ele. Desta forma, os pesquisadores da Universidade de Bayreuth foram capazes de obter informações detalhadas sobre a distribuição de calor em materiais desordenados. Essas descobertas são altamente relevantes para muitos aplicativos, especialmente no campo do isolamento térmico. Por exemplo, eles podem ajudar a melhorar o desempenho do isolamento térmico de pós a granel. Contudo, eles também fornecem pistas valiosas para aplicações técnicas que, por outro lado, confie na dissipação de calor rápida e altamente controlável. Este é o caso, por exemplo, na otimização de processos de sinterização industrial em que minúsculas partículas de pó são fundidas. A chave é regular com precisão a temperatura nos pontos de fusão, o que é possível graças à dissipação aprimorada.