Materiais Avançados

Construído primeiro manto da invisibilidade para o calor

Construído primeiro manto da invisibilidade para o calor
Manto de invisibilidade térmica: o calor passa em torno da área central sem aquecê-la e sem deixar vestígios em sua forma de propagação posterior. [Imagem: R. Schittny et al./PRL]

Invisibilidade termal

Há cerca de um ano, físicos teóricos causaram espanto ao demonstrar matematicamente que era possível construir um manto da invisibilidade para o calor.

O espanto se deve a que os mantos da invisibilidade são baseados na chamada óptica transformacional, que usa metamateriais para manipular ondas - como a luz ou o som -, fazendo-as se comportar de maneiras inusitadas.

Ocorre que, enquanto a óptica e a acústica são baseadas na propagação de ondas, o calor é uma medida do movimento desordenado de átomos.

Ainda assim, a teoria está correta: Robert Schittny e seus colegas do Instituto de Tecnologia de Karlsruhe, na Alemanha, seguiram a receita e construíram a manto da invisibilidade termal.

"De forma surpreendente, estes resultados revelam que as técnicas da óptica de transformação podem ser transferidos para a área radicalmente diferente da termodinâmica," comentou Martin Wegener, coautor do estudo.

Metamateriais termodinâmicos

O novo dispositivo circular faz para o calor o que os mantos da invisibilidade - sejam ópticos, acústicos ou até aquáticos - fazem para as ondas.

O calor é distribuído ao longo da camuflagem de forma normal, como em uma placa metálica - exceto no centro da superfície anelar, onde o calor não chega.

Qualquer objeto localizado no centro da camuflagem termal não sentirá qualquer efeito do calor. E o oposto também é verdadeiro, ou seja, o aparato pode ser configurado para concentrar o calor em um ponto definido.

Construído primeiro manto da invisibilidade para o calor
Os pesquisadores esperam que a técnica seja explorada em sistemas de aquecimento e resfriamento, para remover o calor dos processadores de computador, em câmeras de infravermelho e em concentradores de energia solar. [Imagem: R. Schittny et al./PRL]

A camuflagem termal foi fabricada com cobre e silício.

"Criando estruturas anelares de silício em uma fina placa de cobre, nós criamos um material que conduz o calor em várias direções, em velocidades variáveis. Deste modo, o tempo necessário para que o calor passe em torno de um objeto oculto pode ser compensado," explica Schittny.

Os pesquisadores esperam que a técnica seja explorada em sistemas de aquecimento e resfriamento, para remover o calor dos processadores de computador, em câmeras de infravermelho e em concentradores de energia solar.

"Eu espero que o nosso trabalho torne-se a base de muitos outros desenvolvimentos no campo dos metamateriais termodinâmicos," disse Wegener.

Bibliografia:

Experiments on Transformation Thermodynamics: Molding the Flow of Heat
Robert Schittny, Muamer Kadic, Sebastien Guenneau, Martin Wegener
Physical Review Letters
Vol.: Accepted Paper




Outras notícias sobre:

Mais Temas