Los teléfonos, vehículos eléctricos y otros dispositivos que se calientan pronto podrían tener una nueva y poderosa herramienta que los mantenga frescos. Ingenieros de la Universidad de Houston han desarrollado una novedosa técnica de gestión térmica que funciona como un “diodo térmico”, permitiendo que el calor fluya en una sola dirección. Este avance, basado en un concepto llamado rectificación térmica, ha sido desarrollado por Bo Zhao, un profesor de ingeniería galardonado y reconocido internacionalmente en la Facultad de Ingeniería Cullen, y su estudiante de doctorado, Sina Jafari Ghalekohneh. La nueva tecnología podría, en teoría, ayudar a los dispositivos electrónicos a mantener bajo management los puntos calientes, extendiendo potencialmente la vida útil de la batería y evitando el sobrecalentamiento, como publicado en Investigación de Revisión Física.
Los teléfonos inteligentes y los dispositivos electrónicos portátiles actuales a menudo tienen problemas con el calor porque los materiales tradicionales permiten que la energía térmica viaje libremente en todas direcciones. Eso significa que el calor interno de las baterías o los procesadores puede permanecer o incluso regresar a los componentes, lo que genera temperaturas excesivas, rendimiento reducido y un desgaste más rápido de la batería. El nuevo diseño de diodo térmico cambia esa dinámica al impulsar el calor hacia adelante mientras bloquea el flujo de calor inverso, brindando a los ingenieros una forma más precisa de common las temperaturas dentro de los dispositivos.
Cómo funciona el diodo térmico
En lugar de depender de materiales convencionales que permiten que el calor se mueva libremente, el equipo de investigación creó estructuras utilizando materiales semiconductores bajo un campo magnético, que altera la forma en que se mueve la energía a nivel microscópico. Esa configuración crea una vía de calor unidireccional, muy parecida a como un diodo eléctrico permite que la corriente fluya en una dirección. Todo esto aleja el calor de las zonas sensibles y evita que regrese.
Al controlar el flujo de calor radiativo de esta manera, la tecnología ofrece una nueva forma de gestión térmica que podría reducir el riesgo de sobrecalentamiento en teléfonos, vehículos eléctricos, satélites e incluso sistemas de inteligencia synthetic de alto rendimiento donde la acumulación de calor es un serio desafío de diseño. Antes de esta innovación, el sobrecalentamiento a menudo limitaba la vida útil de la batería y la confiabilidad del dispositivo, y las temperaturas excesivas podían incluso acelerar la degradación de la batería. El diodo térmico podría mantener los componentes clave a una temperatura confortable incluso en condiciones de uso intensivo o en ambientes calurosos.
En este momento, el diodo térmico existe principalmente en modelos y simulaciones por computadora, pero los investigadores están trabajando para construir prototipos del mundo actual para demostrar que funciona fuera del laboratorio. Si funciona como se espera, la tecnología podría ayudar a que los dispositivos se mantengan más frescos y seguros al alejar el calor de las partes sensibles, mejorando la confiabilidad y la duración de la batería. Esto tampoco se aplica sólo a los teléfonos inteligentes. También podría beneficiar a los vehículos eléctricos, los satélites y otros dispositivos electrónicos que luchan contra el sobrecalentamiento. Si bien pueden pasar algunos años antes de que lleguen los productos cotidianos, el avance ofrece una nueva y prometedora forma de abordar uno de los problemas más comunes de la tecnología: el exceso de calor.
