Telefones, veículos elétricos e outros dispositivos que esquentam poderão em breve ter uma nova ferramenta poderosa para mantê-los resfriados. Engenheiros da Universidade de Houston desenvolveram uma nova técnica de gerenciamento térmico que funciona como um “diodo térmico”, permitindo que o calor flua em apenas uma direção. Esta inovação, enraizada num conceito chamado retificação térmica, foi desenvolvida por Bo Zhao, um professor de engenharia premiado e reconhecido internacionalmente no Cullen School of Engineering, e pela sua estudante de doutoramento, Sina Jafari Ghalekohneh. A nova tecnologia poderia, em teoria, ajudar a eletrônica a manter os pontos quentes sob controle, prolongando potencialmente a vida útil da bateria e evitando o superaquecimento, como publicado em Pesquisa de Revisão Física.
Os smartphones e os eletrônicos portáteis atuais muitas vezes enfrentam problemas com o calor porque os materiais tradicionais permitem que a energia térmica viaje livremente em todas as direções. Isso significa que o calor interno das baterias ou processadores pode permanecer ou até retornar aos componentes, levando a temperaturas excessivas, desempenho reduzido e desgaste mais rápido da bateria. O novo design do diodo térmico muda essa dinâmica, empurrando o calor para frente e bloqueando o fluxo de calor reverso, proporcionando aos engenheiros uma maneira mais precisa de common as temperaturas dentro dos dispositivos.
Como funciona o diodo térmico
Em vez de depender de materiais convencionais que permitem que o calor se mova livremente, a equipe de pesquisa criou estruturas usando materiais semicondutores sob um campo magnético, que altera a forma como a energia se transfer no nível microscópico. Essa configuração cria um caminho de calor unidirecional, assim como um diodo elétrico permite que a corrente flua em uma direção. Tudo isso afasta o calor das áreas sensíveis e evita que ele volte.
Ao controlar o fluxo de calor radiativo desta forma, a tecnologia oferece uma nova forma de gestão térmica que pode reduzir o risco de sobreaquecimento em telefones, veículos eléctricos, satélites e até mesmo em sistemas de IA de alto desempenho, onde a acumulação de calor é um sério desafio de concepção. Antes desta inovação, o sobreaquecimento muitas vezes limitava a vida útil da bateria e a fiabilidade do dispositivo, e as temperaturas excessivas podiam até acelerar a degradação da bateria. O diodo térmico pode manter os principais componentes a uma temperatura confortável, mesmo sob uso intenso ou em ambientes quentes.
Neste momento, o díodo térmico existe principalmente em modelos de computador e simulações, mas os investigadores estão a trabalhar para construir protótipos do mundo actual para provar que funciona fora do laboratório. Se funcionar conforme o esperado, a tecnologia poderá ajudar os dispositivos a permanecerem mais frios e seguros, desviando o calor das peças sensíveis, melhorando a confiabilidade e a vida útil da bateria. Isso não se aplica apenas aos smartphones. Também poderia beneficiar veículos elétricos, satélites e outros componentes eletrônicos que lutam contra o superaquecimento. Embora possa levar alguns anos para chegar aos produtos de uso diário, a descoberta oferece uma nova maneira promissora de resolver um dos problemas mais comuns da tecnologia: o excesso de calor.
