Criado primeiro transstor trmico de estado slido

Eletrnica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 27/02/2023

Eletrnica do calor

Pesquisadores japoneses criaram o primeiro transstor termal de estado slido, um grande avano para a fonnica, ou eletrnica do calor.

Enquanto a eletrnica se baseia no movimento dos eltrons, a fonnica baseia-as nos fnons, as partculas de calor e som.

Embora se espere que os processadores eletrnicos sejam substitudos por processadores fotnicos – base de luz – ou por processadores qunticos, processadores de calor podem ser extremamente teis no gerenciamento do calor que atrapalha o funcionamento de qualquer uma dessas outras plataformas tecnolgicas.

Gerenciar o calor produzido por notebooks e servidores, por exemplo, levou ao desenvolvimento de transistores trmicos eletroqumicos, componentes que podem ser usados para controlar o fluxo de calor usando sinais eltricos. Mas, at agora, s existiam transistores trmicos baseados em eletrlitos de estado lquido ou pastoso, que tm como grande inconveniente o risco de vazamento.

Coube pesquisadora Qian Yang, na Universidade de Hokkaido, criar o primeiro transstor trmico eletroqumico de estado slido.

“Um transstor trmico consiste basicamente de dois materiais, o material ativo e o material de comutao,” explicou seu orientador, o professor Hiromichi Ohta. “O material ativo tem condutividade trmica varivel, e o material de comutao usado para controlar a condutividade trmica do material ativo.”

Transstor trmico

Yang construiu seu transstor usando uma base de xido de zircnio estabilizada com xido de trio, que tambm funciona como material de comutao. Como material ativo, ela usou xido de cobalto e estrncio. Para fornecer a energia necessria para controlar o transstor foram usados eletrodos de platina.

A condutividade trmica do material ativo no estado “ligado” mostrou-se comparvel de alguns transstores trmicos de estado lquido – no geral, a condutividade trmica do material ativo foi quatro vezes maior no estado “ligado” em comparao com o estado “desligado”.

Embora a pesquisadora tenha testado mais de 20 transstores trmicos fabricados separadamente, para garantir a reprodutibilidade, os transstores permaneceram estveis por apenas cerca de 10 ciclos de uso. Mesmo isso sendo bem melhor do que alguns transstores trmicos de estado lquido criados antes, ainda muito pouco para se pensar em aplicaes prticas. Sua temperatura operacional, de cerca de 300 C, tambm precisa melhorar.

“Nossos resultados mostram que os transstores trmicos eletroqumicos de estado slido tm o potencial de serem to eficazes quanto os transstores trmicos eletroqumicos de estado lquido, sem nenhuma de suas limitaes,” disse o professor Ohta. “O principal obstculo para o desenvolvimento de transstores trmicos prticos a alta resistncia do material de comutao e, portanto, uma alta temperatura operacional. Esse ser o foco de nossa pesquisa futura.”

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