Descubren material inorgánico con menor conductividad térmica
INVESTIGACIÓN. Académicos de la Universidad de Liverpool estiman que su hallazgo aporta conocimientos esenciales para la gestión de la energía y abre la puerta al desarrollo de productos termoeléctricos más eficientes.
Agencias
Aproximadamente el 70% de toda la energía generada en el mundo se desperdicia en forma de calor. Ese motivo convierte en esenciales los materiales de baja conductividad térmica, como el que acaba de descubrir un equipo científico de la Universidad de Liverpool.
Se trata de un nuevo material inorgánico con la menor conductividad térmica jamás registrada, un hallazgo que allana el camino para el desarrollo de productos termoeléctricos fundamentales para una sociedad más sustentable.
Publicada en la revista Science, esta investigación aporta conocimientos esenciales sobre la gestión de la energía. A juicio de los autores, "acelerará el desarrollo de nuevos materiales para convertir el calor residual en energía y para el uso eficiente de los combustibles".
Supone, además, un gran avance en el control del flujo de calor a escala atómica, logrado mediante el diseño de materiales.
El equipo, dirigido por Matt Rosseinsky y Jon Alaria, diseñó y sintetizó el nuevo material de manera que combinara dos disposiciones diferentes de átomos que, según constataron, reducen la velocidad a la que el calor se desplaza por la estructura de un sólido.
Este nuevo material, con dos disposiciones combinadas, tiene una conductividad térmica mucho menor que cualquiera de los materiales originales con una sola disposición, un resultado que los científicos calificaron de inesperado.
Casi como el aire
Si se toma la conductividad térmica del acero como 1, entonces una barra de titanio es 0,1, el agua y un ladrillo de construcción es 0,01, el nuevo material es 0,001 y el aire es 0,0005.
"El material que hemos descubierto tiene la conductividad térmica más baja de cualquier sólido inorgánico y es casi tan mal conductor del calor como el propio aire", señala Rosseinsky.
Según el investigador, sus implicaciones son relevantes para la comprensión científica fundamental.
En la práctica, este trabajo les abre la puerta a aplicaciones en dispositivos termoeléctricos que recogen el calor residual, así como a revestimientos de barrera térmica para turbinas de gas.
Para Alaria, "el emocionante hallazgo de este estudio es que es posible mejorar la propiedad de un material utilizando conceptos de física complementaria y una interfaz atomística adecuada".
Más allá del transporte de calor, esta estrategia podría aplicarse a otras propiedades físicas fundamentales, como el magnetismo y la superconductividad, lo que implicaría, por ejemplo, a un transporte más eficiente de la electricidad.
El desarrollo de materiales termoeléctricos como este, capaces de convertir el calor en electricidad, se considera una fuente clave de energía limpia, añade el estudio.
70 por ciento de la energía generada en todo el mundo termina desperdiciándose en forma de calor, estiman los expertos.
0,005 sería la conductividad térmica del aire, similar a la medida en el material desarrollado por la U. de Liverpool, si la del acero fuese 1.