Ciencia y salud

Por José Antonio Lozano Teruel

Nuevos dispositivos que puedan controlar flujos de calor

El sistema de Noticias de la Universidad de Purdue, Indiana, EE.UU., emitió recientemente una nota de prensa (http://www.purdue.edu/newsroom/releases/2014/Q1/research-could-bring-new-devices-that-control-heat-flow.html) que recogía los resultados de una investigación publicada por científicos de esa Universidad en la revista on-line Nano Letters, con el título de “Phonon Lateral Confinement Enables Thermal Rectification in Asymmetric Single-Material Nanostructures”.

El sistema de Noticias de la Universidad de Purdue, Indiana, EE.UU., emitió recientemente una nota de prensa (http://www.purdue.edu/newsroom/releases/2014/Q1/research-could-bring-new-devices-that-control-heat-flow.html) que recogía los resultados de una investigación publicada por científicos de esa Universidad en la revista on-line Nano Letters, con el título de “Phonon Lateral Confinement Enables Thermal Rectification in Asymmetric Single-Material Nanostructures”.
 
La idea es muy atractiva. El flujo de corriente eléctrica (su componente son los electrones) sabemos controlarlo y regularlo mediante diversos dispositivos, de modo que la rectificación en la electricidad ha hecho posible la existencia de transistores, diodos o circuitos de memoria, componentes todos ellos fundamentales en la electrónica.
 
Si denominamos “fonones” a las partículas virtuales que transportan el calor, o más concretamente las vibraciones subyacentes, lo que indican los investigadores es el desarrollo de una nueva tecnología que permite controlar los fonones y con ellos los flujos de calor. La rectificación térmica de los fonones posibilitaría  construir muchos nuevos y espectaculares aparatos, incluyendo interruptores o conmutadores para calor, así como transistores, puertas lógicas y hasta memorias, para procesar calor en vez de electricidad.
 
Para conseguirlo se habrían de utilizar unas diminutas estructuras triangulares o en forma de “T”, unas nanocintas asimétricas de grafeno, que cuando son lo bastante pequeñas en anchura, son capaces de realizar “rectificación térmica”, o sea de permitir un flujo mayor de calor en una dirección que en la opuesta.
 
Por ahora todo se limita a consideraciones teóricas que ha de ser contrastadas, por lo que las aplicaciones prácticas aún están lejos en nuestro horizonte tecnológico. Sin embargo, las posibilidades planteadas podrían revolucionar muchas facetas de la tecnología hasta extremos que no mucho tiempo atrás se habrían considerado exclusivos de la ciencia-ficción.
 
El concepto podría encontrar usos en aplicaciones de “gestión térmica” para ordenadores y electrónica, edificios e incluso ropa. Por ejemplo, en una noche invernal no querremos que un edificio pierda rápidamente calor hacia el exterior, mientras que durante el día desearemos que el edificio se caliente mediante el sol, de manera que sería bueno tener materiales de construcción que permitan el flujo de calor en una dirección, pero no en la otra.
 
De la noticia también se hace eco (en español)
 
http://noticiasdelaciencia.com/not/9595/controlar_el_flujo_de_calor_de_modo_similar_a_como_se_controla_la_corriente_electrica/