A condutividade térmica é uma característica física que quantifica a habilidade dos materiais em conduzir calor. Aqueles que apresentam alta condutividade térmica irão conduzir calor de forma mais rápida que os com baixa condutividade.

A saber, essa característica depende da pureza do material e da temperatura ambiente, ou seja, o objeto torna-se mais condutor de calor com o aumento da temperatura. Suas aplicações são variadas - como em dissipadores de calor ou isolantes térmicos - e dependem deste parâmetro. Continue lendo este artigo do Engenhara 360 para saber mais!

Desvendando os mistérios do novo material

Em uma pesquisa publicada na Revista Science em 2021, químicos demonstram a descoberta de um novo material inorgânico com a menor condutividade térmica que se conhece. O material é o Bi₄O₄SeCl_2, uma mistura de bismuto, oxigênio, selênio e cloro. Esse componente é a junção de dois arranjos de átomos diferentes já conhecidos, famosos por diminuir a velocidade com que o calor se move através da estrutura.

Os dois arranjos (BiOCl e Bi₂O₂Se) foram estudados e os pesquisadores identificaram seus mecanismos que retardam o transporte de calor pela estrutura. E combinando esses mecanismos, foi possível produzir tal material que praticamente não conduz calor.

A tarefa não é simples, visto que é preciso controlar exatamente a disposição dos átomos! A partir de incontáveis testes, a equipe escolheu interfaces químicas favoráveis para os dois arranjos, sintetizando experimentalmente um material que combinasse as duas. Aliás, os dois arranjos já apresentavam condutividade térmica baixa. Contudo, o novo composto supera e muito os originais.

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Comparando a condutividade térmica

Imagine um material que conduz calor 1000 vezes menos que o aço! É isso mesmo que você leu. Enquanto o aço tem uma condutividade térmica de 1, o novo material se contenta com um mero 0,001. Para colocar em perspectiva, a condutividade térmica da água e de um tijolo de construção é de 0,01, enquanto o ar tem apenas 0,0005.

Aplicações revolucionárias

As implicações dessa descoberta são enormes. O novo material abre caminho para o desenvolvimento de:

• Materiais termoelétricos: Convertem calor em eletricidade limpa e renovável, ideal para fábricas e outras indústrias.
• Revestimentos de barreira térmica: Melhoram a eficiência de turbinas a gás, reduzindo o consumo de combustíveis fósseis.
• Isolantes térmicos ultraleves: Revolucionam a indústria aeroespacial e a construção civil.

O futuro da ciência dos materiais

Os pesquisadores do artigo estão entusiasmados com a descoberta. A pesquisa abre caminho para o desenvolvimento de materiais termoelétricos que convertem calor em eletricidade. Esse tipo de material pode ser aplicado em fábricas, onde máquinas e equipamentos, a partir de seu aquecimento, podem gerar energia. Algo interessante para uma sociedade sustentável.

Para o professor Matt Rosseinsky, da Universidade de Liverpool, no Reino Unido, "as implicações desta descoberta são significativas, tanto para a compreensão científica fundamental, quanto para aplicações práticas em dispositivos termoelétricos que coletam calor residual e como revestimentos de barreira térmica para turbinas a gás mais eficientes”.

O trabalho demonstra uma visão completamente nova do fluxo de calor em escala atômica e abre portas para que novos materiais sejam desenvolvidos nos próximos anos.

O que você acha dessa descoberta revolucionária? Deixe seu comentário abaixo e vamos discutir o futuro da ciência dos materiais e as incríveis aplicações que esse novo material pode ter!

Fontes: Inovação Tecnológica, Física.net, Science.

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Rafael Panteri

Estudante de Engenharia Elétrica no Instituto Mauá de Tecnologia, com parte da graduação em Shibaura Institute of Technology, no Japão; já atuou como estagiário em grande conglomerado industrial, no setor de Sistemas Elétricos de Potência.