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.

As propriedades do novo material

Em uma pesquisa publicada na Revista Science, 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, então, 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!

Para comparação, se considerarmos que a condutividade térmica do aço assume um valor arbitrário de 1, então uma barra de titânio teria uma condutividade térmica de 0,1, a água e um tijolo de construção de 0,01, enquanto o novo material se contenta com 0,001. Nessa comparação, o ar teria uma condutividade térmica de 0,0005!

Aplicações

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.

Então, ficou animado com esta descoberta da ciência? Diga nos comentários!

Veja Também: Engenheiros desenvolvem chip que converte calor dissipado em energia utilizável

Fontes: Inovação Tecnológica, Física.net, Science.

Imagens: Todos os Créditos reservados aos respectivos proprietários (sem direitos autorais pretendidos). Caso eventualmente você se considere titular de direitos sobre algumas das imagens em questão, por favor entre em contato com [email protected] para que possa ser atribuído o respectivo crédito ou providenciada a sua remoção, conforme o caso.

Rafael Panteri

Estudante de Engenharia Elétrica no Instituto Mauá de Tecnologia. Parte da graduação em Shibaura Institute of Technology - Japão.