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Eletrônica

Criado transístor de calor, que é também o menor refrigerador do mundo

Redação do Site Inovação Tecnológica - 17/07/2007

Criado transístor de calor

Não é necessário esperar que o seu notebook exploda para descobrir que todo tipo de equipamento eletrônico gera calor. Nesse nível macroscópico, o calor é sempre um desperdício, significando que grande parte da energia consumida pelo equipamento está simplesmente sendo jogada fora.

Mas o problema pode ser mais sério em dispositivos construídos em nanoescala - como os sensores da sua máquina fotográfica digital ou, principalmente, os sensores dos sensíveis telescópios espaciais, que detectam raios-X das galáxias distantes.

Transístor de calor

Agora, pesquisadores da Finlândia e da Itália, trabalhando conjuntamente, conseguiram dar o primeiro passo para resolver de vez o problema do calor em dispositivos eletrônicos em nanoescala: eles construíram um transístor de calor - um componente que utiliza os elétrons não para transportar eletricidade, para transportar calor.

Em um transístor normal, como os utilizados para a fabricação de todo tipo de equipamento eletrônico, a corrente elétrica que passa entre dois eletrodos é controlada pela tensão aplicada em um terceiro eletrodo. Já no transístor de calor, a tensão aplicada nesse terceiro eletrodo controla o calor que flui entre os dois primeiros.

Menor refrigerador do mundo

O fluxo de calor transferido de um eletrodo para outro pode ser aumentado, diminuído ou até mesmo interrompido, apenas controlando-se a tensão na base do transístor de calor.

O calor é transportado pelos elétrons à medida em que eles tunelam entre uma porção de material supercondutor e o eletrodo de cobre. Como os elétrons se repelem mutuamente, apenas um deles consegue passar de cada vez, o que torna o transístor de calor o menor refrigerador do mundo.

Os elétrons de maior energia - mais "quentes" - tunelam de volta para o material supercondutor, enquanto os elétrons menos energéticos permanecem atrás do eletrodo de cobre. Isso faz com que esse eletrodo se resfrie até uma temperatura de cerca de 0,1 K. Isso é mais frio do que os 0,3 K alcançados com o resfriamento com hélio-3, a técnica padrão de criogenia.

Bibliografia:

Artigo: Heat Transistor: Demonstration of Gate-Controlled Electronic Refrigeration
Autores: Olli-Pentti Saira, Matthias Meschke, Francesco Giazotto, Alexander M. Savin, Mikko Möttönen, Jukka P. Pekola
Revista: Physical Review Letters
Data: 9 July 2007
Vol.: 99, 027203
DOI: 10.1103/PhysRevLett.99.027203
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