Os telefones celulares de algumas décadas atrás parecem brinquedos de plástico antiquados hoje. Esse é um exemplo da dramática miniaturização da eletrônica moderna, bem como da funcionalidade adicional. Infelizmente, essa miniaturização vem com um problema:o desafio de dissipar o calor. Esse desafio limita a funcionalidade de dispositivos eletrônicos ultrapequenos. Para aplicações práticas, a solução para dissipação de calor deve incorporar um meio de modular a temperatura na qual o dispositivo altera sua velocidade de transmissão de calor.
Agora, em um estudo publicado recentemente na Nano Letters , pesquisadores da Universidade de Osaka e parceiros de colaboração modularam experimentalmente a temperatura de comutação térmica de copolímeros em bloco. Este estudo ajudará os pesquisadores a modular de forma barata a temperatura de dispositivos eletrônicos orgânicos, alterando a velocidade da transmissão de calor e, assim, ajudar a resolver um importante desafio de miniaturização de dispositivos.

"Copolímeros em bloco nanoestruturados de cristal líquido são ideais para o nosso trabalho", explica o primeiro autor Takafumi Ishibe. "Ao usar mudanças de temperatura para modular a anisotropia das nanoestruturas, pode-se modular facilmente a condutividade térmica do polímero."

Um componente - conhecido como mesógeno - do polímero sofre uma transição de fase (de nanoestrutura cilíndrica para esférica) ao cruzar um limite de temperatura. Essa temperatura é conhecida como temperatura de transição. Em outras palavras, a anisotropia - e, portanto, a condutividade térmica - do polímero depende da temperatura.

A chave para o trabalho dos pesquisadores é que ajustar a composição química do mesogen é um meio fácil de alterar a temperatura de transição. Ou seja, por síntese química direta, pode-se facilmente ajustar a temperatura na qual ocorrem as mudanças de anisotropia e, assim, alterar a velocidade de transmissão de calor do polímero.

"Ajustamos a temperatura de transição na faixa de 90 graus Celsius a 147 graus Celsius por escolha criteriosa do mesogen", diz o autor sênior Yoshiaki Nakamura. "A comutação de condutividade foi totalmente reversível, e a diferença entre o estado ligado e desligado foi de aproximadamente 2, o que é comparável aos valores convencionais de vários interruptores térmicos relatados nos estudos anteriores."

Muitos pesquisadores mudaram a relação liga/desliga de materiais de comutação de condutividade térmica. No entanto, este estudo é o primeiro a focar experimentalmente na modulação da temperatura de comutação térmica, controlando a temperatura de transição desses materiais. Ao fazer isso, Nakamura e colegas de trabalho conferiram funcionalidade prática aos copolímeros em bloco que sofrem comutação de condutividade térmica e a baixo custo. Essa inovação é uma grande promessa para a sustentabilidade do gerenciamento térmico nas próximas tecnologias avançadas.

O artigo, "Tunable thermal switch via order-order transition in liquid crystalline block copolymer", foi publicado em Nano Letters . + Explorar mais

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