Os pesquisadores desenvolveram um material capaz de alterar o equilíbrio entre absorção e emissão de calor – algo que parecia impossível.
Um artigo publicado na revista Cartas de revisão física Ele descreve como o metamaterial emite mais luz infravermelha do que mantém, desafiando a lei de Kirchhoff, segundo a qual um objeto, sob certas condições, deve absorver e emitir a energia térmica igualmente.
Resumindo:
- Os cientistas criaram um metamaterial que altera o equilíbrio entre absorção e emissão térmica;
- Experimentos anteriores tiveram efeitos limitados com campos magnéticos extremamente fortes;
- A nova pesquisa utilizou camadas nanométricas e alcançou a emissão robusta não -reciprocal;
- A descoberta pode inspirar tecnologias como diodos térmicos e conversão avançada de calor.
Nos últimos anos, os cientistas começaram a investigar maneiras de contornar esse princípio. Compreender como controlar a absorção e a emissão de calor é importante para áreas como energia solar e camuflagem térmica. Sendo possível manipular esses processos, novas tecnologias mais eficientes podem surgir.
Um experimento realizado em 2023 Ele usou o arsenieto indiano (innas) e aplicou um forte campo magnético para tentar esse efeito. A equipe responsável alcançou uma pequena quebra na reciprocidade, mas apenas em condições muito limitadas. A nova pesquisa, liderada por Zhenong Zhang, da Universidade Estadual da Pensilvânia nos EUA, foi além.
A equipe criou um metamaterial com cinco camadas finas (apenas 440 nanômetros cada) de arsenieto indiano e gálio (InGAAs) dopados com elétrons. Essas camadas estavam sobrepostas em um substrato de silício e estudadas com equipamentos especiais que aqueciam o material para 540 Kelvin (cerca de 266 ° C) e aplicaram um campo magnético de 5 tesla, cem mil vezes mais forte que o campo da Terra.
Em um resultado surpreendente, o material teve o dobro do efeito registrado antes, mantendo a emissão de calor não -reciprocal em vários ângulos e comprimentos de onda no infravermelho. Zhang declarado que a equipe detectou uma “forte emissão não recíproca”, com valores muito acima dos já relatados na literatura científica.
Os pesquisadores acreditam que essa descoberta pode abrir caminho para novas tecnologias, como diodos e transistores térmicos, além de sistemas mais eficientes para conversão de calor em eletricidade e controle térmico avançado.
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