Materiais Avançados

Camuflagens termais escondem objetos do calor em 3D

Camuflagens termais escondem objetos do calor em 3D
A esfera de alumínio no interior da camuflagem não mudou de temperatura mesmo com uma diferença de 60º C.[Imagem: Tiancheng Han et al./PRL]

"Invisibilidade" para o calor

O primeiro manto da invisibilidade para o calor foi construído há menos de um ano.

Agora, duas equipes de Cingapura, trabalhando de forma independente, ampliaram ainda mais o conceito, abrindo espaço para sua utilização prática.

Eles criaram mantos de invisibilidade termais 3D, que conseguem manter um objeto imune ao calor que o circunda - venha o calor de onde vier.

A expectativa é que essa tecnologia possa ser usada para gerenciar o calor no interior dos processadores e aparelhos eletrônicos ou nas baterias de alto desempenho que alimentam aparelhos portáteis e veículos elétricos.

Os dois grupos tiraram proveito das ineficiências apresentadas por um metamaterial que foi construído originalmente para fabricar mantos da invisibilidade ópticos - aqueles que deixam as coisas invisíveis.

Embora tenha sido um progresso enorme em relação aos metamateriais anteriores, ele não é totalmente perfeito porque só consegue manipular ondas planas dipolares.

Os pesquisadores de Cingapura deram-se conta de que isso não vem ao caso para camuflagens termais porque o calor é uma quantidade escalar, de forma que uma frente de onda termal não inclui uma polarização.

Camuflagens termais escondem objetos do calor em 3D
O conceito da esfera é interessante porque pode permitir o controle da temperatura no interior de estruturas sólidas. [Imagem: Hongyi Xu et al./PRL]

Camuflagem termal

Tiancheng Han e seus colegas da Universidade Nacional de Cingapura construíram uma camuflagem cilíndrica usando uma camada metálica externa - com alta condutividade termal - e uma camada interna termicamente isolante, feita de poliestireno expandido.

O protótipo funcionou perfeitamente quando a temperatura de um lado era de 60° C de um lado e 0 °C do outro - a esfera de alumínio no interior da camuflagem não mudou de temperatura.

Hongyi Xu e sua equipe da Universidade Técnica de Nanyang, por sua vez, criaram um bolsão de ar no interior de uma esfera de aço inoxidável, revestida internamente com uma camada ultrafina de cobre.

A estrutura cancela a distorção do fluxo de calor - o calor passa pela esfera como se o bolsão de ar não existisse, deixando frio qualquer coisa que lá esteja.

Bibliografia:

Experimental Demonstration of a Bilayer Thermal Cloak
Tiancheng Han, Xue Bai, Dongliang Gao, John T. L. Thong, Baowen Li, Cheng-Wei Qiu
Physical Review Letters
Vol.: 112, 054302
DOI: 10.1103/PhysRevLett.112.054302

Ultrathin Three-Dimensional Thermal Cloak
Hongyi Xu, Xihang Shi, Fei Gao, Handong Sun, Baile Zhang
Physical Review Letters
Vol.: 112, 054301
DOI: 10.1103/PhysRevLett.112.054301




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