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Mecânica

Antena termal acelera retirada de calor

Redação do Site Inovação Tecnológica - 10/12/2019

Antena termal acelera retirada de calor
Os nanotubos de cerâmica funcionam como antenas, usando oscilações de luz e matéria para controlar a irradiação do calor.
[Imagem: Purdue University/Xueji Wang]

Antenas de calor

Pesquisadores desenvolveram uma maneira de fazer com que revestimentos cerâmicos controlem a irradiação de calor, um recurso que promete aumentar o desempenho de motores de aviões, melhorar sistemas de refrigeração e ajudar a aproveitar o calor desperdiçado em processos industriais.

As turbinas a gás, por exemplo, que acionam os motores dos aviões, contam com revestimentos cerâmicos que garantem uma estabilidade estrutural em altas temperaturas. Mas esses revestimentos não controlam a radiação do calor, limitando o desempenho do motor.

Ryan Bowes e seus colegas da Universidade de Purdue, nos EUA, projetaram nanotubos de cerâmica que se comportam como antenas térmicas, oferecendo controle sobre o espectro e a direção da radiação térmica.

"Controlando a irradiação nessas altas temperaturas, podemos aumentar a vida útil do revestimento. O desempenho do motor também aumentaria porque ele poderia ser mantido mais quente com mais isolamento por períodos mais longos," disse o professor Zubin Jacob, coordenador da equipe.

Cerâmicas polaritônicas

Os nanotubos de nitreto de boro controlam a radiação termal, dentro do material cerâmico, através de oscilações de luz e matéria chamadas polaritons. As altas temperaturas excitam os polaritons, que os nanotubos - funcionando como antenas - então acoplam eficientemente à radiação de calor emitida na forma de fônons.

As antenas permitem "acelerar" a irradiação do calor, melhorando o resfriamento de um sistema ou enviando informações em direções ou comprimentos de onda muito específicos.

Jacob afirma que a intenção é projetar toda uma família de materiais cerâmicos com recursos polaritônicos, com vistas a diversas aplicações.

"As cerâmicas polaritônicas podem mudar o jogo e queremos que elas sejam amplamente utilizadas," disse ele.

Bibliografia:

Artigo: High-Temperature Polaritons in Ceramic Nanotube Antennas
Autores: Ryan Starko-Bowes, Xueji Wang, Zhujing Xu, Sandipan Pramanik, Na Lu, Tongcang Li, Zubin Jacob
Revista: Nano Letters
DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b03059





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