Componente de computador termal funciona a 300º C

Redação do Site Inovação Tecnológica -  19/04/2017

Esta é a estrutura completa do diodo térmico, que deixa o calor passar apenas num sentido. [Imagem: Elzouka/Ndao - 10.1038/srep44901]

Computador a calor

Mahmoud Elzouka e Sidy Ndao, da Universidade Nebraska-Lincoln, nos EUA, construíram os primeiros componentes de um futuro computador termal.

Enquanto um processador eletrônico funciona com base na eletricidade, um processador termal irá funcionar com base na movimentação do calor.

Esse campo de pesquisas é conhecido como fonônica, ou eletrônica do calor.

"Nós demonstramos o bloco fundamental do que poderá se tornar o computador termal do futuro, e ele funciona em temperaturas muito altas. Para alguém que também trabalha ativamente no resfriamento eletrônico, isso faz você se perguntar: 'E se todos parássemos de refrigerar a eletrônica?', descreveu Ndao.

Computadores a calor podem ser muito interessantes para quem está interessado em criar equipamentos para perfurações profundas na Terra, explorar energia geotérmica, estudar vulcões, explorar o planeta Vênus ou mesmo reciclar o calor desperdiçado por processos industriais ou domésticos.

• Criado transístor que funciona com calor

Diodo termal

A dupla construiu um diodo termal que opera a temperaturas de até 326° C.

Princípio de funcionamento do diodo termal. [Imagem: Elzouka/Ndao - 10.1038/srep44901]

Assim como um diodo eletrônico deixa a eletricidade passar apenas num sentido, o que é essencial para construir um transístor, o diodo termal deixa o calor passar num sentido e o bloqueia no outro.

Essa capacidade de controlar a direção do fluxo de calor permite que os diodos termais produzam dois níveis distintos de um sinal - duas temperaturas -, formando a base para os níveis lógicos binários "0" e "1".

O componente faz isso controlando a distância entre duas superfícies: um terminal móvel e um terminal estacionário. Os pesquisadores demonstraram que alterar as temperaturas relativas dos dois terminais altera o tamanho da abertura entre eles, o que altera a quantidade de calor transferido, que por sua vez depende da direção do fluxo de calor.

Todo o dispositivo consiste em 24 pares de terminais móveis e fixos, juntamente com dois microaquecedores de platina que controlam e medem de forma independente as temperaturas de cada par de terminais. Quando o terminal fixo está mais quente do que o terminal móvel, o intervalo é grande, resultando numa baixa taxa de transferência de calor. Quando o terminal móvel se torna mais quente do que o terminal fixo, o terminal móvel se move mais próximo do terminal fixo e o intervalo diminui, elevando a taxa de transferência de calor.

Uma das vantagens é o que o componente usa apenas materiais tradicionais, embora outras equipes já tenham proposto técnicas alternativas, usando metamateriais e escudos contra o calor, para obter o mesmo efeito.

Bibliografia:

High Temperature Near-Field NanoThermoMechanical Rectification
Mahmoud Elzouka, Sidy Ndao
Nature Scientific Reports
Vol.: 7, Article number: 44901
DOI: 10.1038/srep44901