Un plástico que congela materiales y enfría computadoras
Delgadas películas de un nuevo polímero cambian de temperatura reaccionando a campos eléctricos. En Science, un grupo de investigadores revela que eso implica nuevas tecnologías para congelar microprocesadores y mejorar heladeras.
<p>Al modificarse el campo eléctrico, se reordenan en el polímero los átomos que gobiernan la temperatura. Esto se llama efecto electrocalórico. En un dispositivo enfriador, se aplica cierto voltaje al material que, luego, se pone en contacto con lo que desea enfriar.</p>
<p>Paralelamente, el material enfriador se calienta, mientras transfiere energía a un compresor o la dispersa en el aire. Reducir el campo eléctrico basta para bajar la temperatura del polímero al punto inicial, de modo que pueda volver a emplearse.</p>
<p>En un trabajo anterior publicado asimismo en “Science”, Neil Mathur describió materiales cerámicos que mostraban también el efecto electrocalórico, pero sólo a temperaturas alrededor de 220° C. El nivel en un semiconductor es significativamente inferior (en torno de 85° C) y más aun lo es en un congelador doméstico. El nuevo polímero exhibe la misma amplitud -doce grados- que el material cerámico, pero actúa en un nivel relativamente bajo: unos 55° C.</p>
<p>El polímero también absorbe mejor el calor. “En un dispositivo enfriador y además de cambiar la temperatura, se necesita saber cuánto calor puede absorber de los puntos que se desea enfriar”, señala Qiming Zhang (universidad estadual de Pennsilvania). “El polímero absorbe siete veces más calor que la cerámica”.</p>
<p>Zhand atribuye esa cualidad a un ordenamiento atómico más flexible en los polímeros. En el material cerámico los átomos son más rígidos y es más difícil desplazarlos, pero sucede lo inverso con los polímeros: se mueven fácilmente usando un campo, de manera que el efecto electrocalórico es muy superior.</p>
<p>“Esas propiedades hacen atractivo el material para enfriar computadoras portátiles”, indica Rajiv Mongia, técnico de Intel. Los fabricantes de ordenadores busca constantemente alternativas menos molestas o engorrosas para enfriar PC y portátiles. En este sentido, el ideal tecnológica sería “algo lo bastante pequeño como para integrarlo al microprocesador de la máquina”.</p>
<p>Hasta ahora, explorar el efecto electrocalórico para enfriar semiconductores no tenía mayor sentido. Los primeros materiales cerámicos no mostraban cambios de temperatura suficientes (enfriar un microprocesador exige reducciones de 10° C al menos) y los más recientes no funcionan a niveles lo bastante bajos. Por ora parte, contiene plomo, un elemento azaroso y difícil de eliminar en forma segura. Los polímeros no ofrecen esos inconvenientes.</p>
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