{"id":28083,"date":"2025-04-04T02:00:52","date_gmt":"2025-04-04T02:00:52","guid":{"rendered":"https:\/\/domosistemas.com\/?p=28083"},"modified":"2025-04-04T02:00:52","modified_gmt":"2025-04-04T02:00:52","slug":"nuevo-mecanismo-de-transporte-de-calor-para-dispositivos-electronicos-mas-potentes-y-eficientes","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/domosistemas.com\/?p=28083","title":{"rendered":"Nuevo mecanismo de transporte de calor para dispositivos electr\u00f3nicos m\u00e1s potentes y eficientes"},"content":{"rendered":"
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Un gran reto social es lograr un uso sostenible de los recursos y energ\u00eda con el auge de tecnolog\u00edas digitales como la inteligencia artificial (IA). Para abordar este desaf\u00edo, un equipo del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC<\/a>), junto a la Universidad de Colorado Boulder (EEUU), ha revelado por primera vez un mecanismo de transporte de calor que rompe con todos los paradigmas cl\u00e1sicos de la ingenier\u00eda t\u00e9rmica, impulsando la posibilidad de dispositivos electr\u00f3nicos m\u00e1s potentes y a la vez m\u00e1s eficientes. Los equipos de trabajo han logrado entender c\u00f3mo se transmite el calor, lo que permite controlarlo. Al cambiar ligeramente la estructura de una mol\u00e9cula, se ha conseguido suprimir el transporte de calor en m\u00e1s de un 40%.<\/p>\n

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Los investigadores han descubierto que cambiando la estructura de una mol\u00e9cula se suprime su transporte en un 40%. Foto: Enrique Sahag\u00fan, SCIXEL.<\/figcaption><\/figure>\n

El descubrimiento<\/a> se ha publicado en Nature Materials. El trabajo tambi\u00e9n ha contado con investigadores del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Italia).<\/p>\n

Estudio de transporte de calor<\/h2>\n

Uno de los investigadores ha explicado que, al abrir varias aplicaciones en el m\u00f3vil, usar el GPS o ver v\u00eddeos, \u00e9ste se calienta debido a que la corriente que alimenta esos circuitos genera calor, tanto que podr\u00eda da\u00f1ar el dispositivo. Por ello, es importante enfriar los circuitos electr\u00f3nicos, especialmente cuando est\u00e1n tan compactados como en un smartphone o en los procesadores de los centros de supercomputaci\u00f3n que alimentan la IA. Esto es un desaf\u00edo que exige nuevas soluciones t\u00e9rmicas disruptivas.<\/p>\n

Para abordarlo, los investigadores han rescatado un concepto de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica: la dualidad onda-part\u00edcula. El flujo de calor como part\u00edculas (fonones) se propaga desde una fuente caliente hacia una fr\u00eda, sin embargo, cuando uno baja a escala nanom\u00e9trica, la naturaleza ondulatoria de este fen\u00f3meno emerge.<\/p>\n

Los autores han observado por primera vez a temperatura ambiente las propiedades ondulatorias de estos \u2018portadores de calor\u2019. Esto permite dise\u00f1ar formas de suprimir casi por complejo el flujo t\u00e9rmico, algo casi inalcanzable en los paradigmas cl\u00e1sicos.<\/p>\n

La Universidad de Colorado Boulder lleva a\u00f1os perfeccionando sondas t\u00e9rmicas que, ahora, han abierto la posibilidad de estudiar ese transporte de calor a la nanoescala. Como resultado, cambiando muy ligeramente la estructura de una mol\u00e9cula se consegu\u00eda suprimir el transporte de calor en m\u00e1s de un 40%. Fue en el ICMM-CSIC donde se consigui\u00f3 explicar ese fen\u00f3meno.<\/p>\n

En los \u00faltimos a\u00f1os, el equipo del ICMM-CSIC uni\u00f3 fuerzas con un investigador de la Universidad Aut\u00f3noma de Madrid para desarrollar nuevos m\u00e9todos te\u00f3ricos y num\u00e9ricos para entender \u00e1tomo a \u00e1tomo la relaci\u00f3n entre sus vibraciones t\u00e9rmicas y la capacidad de transmitir calor. Mediante c\u00e1lculos te\u00f3ricos avanzados, se asocia dicha supresi\u00f3n a un fen\u00f3meno exclusivamente ondulatorio, el de la interferencia. Seg\u00fan indican los investigadores, los cambios en la estructura permit\u00edan hacer que ciertas vibraciones se cancelaran, suprimiendo el flujo de calor.<\/p>\n

Este trabajo abre oportunidades para estudiar numerosas propiedades materiales basadas en el car\u00e1cter ondulatorio de los portadores de calor (fonones). Este avance permitir\u00eda canalizar la energ\u00eda perdida en forma de calor en cualquier industria para su aprovechamiento, reciclado o el dise\u00f1o de ventanas inteligentes que activamente calienten o enfr\u00eden seg\u00fan la estaci\u00f3n del a\u00f1o, entre otras aplicaciones, concluyen los investigadores.<\/p>\n

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