Un equipo internacional de investigaci\u00f3n, en el que participa el f\u00edsico Daniel Errandonea, del Instituto de Ciencia de los Materiales (ICMUV), en el Parc Cient\u00edfic de la Universitat de Val\u00e8ncia (Espa\u00f1a), acaba de predecir efectos mecanocal\u00f2rics gigantes \u2013uno de los retos de la f\u00edsica de materiales modernos\u2013 en pel\u00edculas delgadas de conductores de iones r\u00e1pidos, un tipo de material cuya abundancia viabiliza el desarrollo de tecnolog\u00edas de refrigeraci\u00f3n verde.<\/p>\n
El trabajo aparece publicado en la revista Nature Communications.<\/p>\n
Con el fin de evitar el uso de gases contaminantes propios de los m\u00e9todos convencionales de enfriamiento, desde hace a\u00f1os se vienen utilizando m\u00e9todos llamados \u2018de refrigeraci\u00f3n de estado s\u00f3lido\u2019. En ellos se sustituye el gas de intercambio de calor de los m\u00e9todos convencionales por un material en estado s\u00f3lido. Sometiendo este material a un campo mec\u00e1nico externo \u2013por ejemplo, presi\u00f3n\u2013 se pueden conseguir cambios en la temperatura del mismo. Esto propiciar\u00e1 la cesi\u00f3n o absorci\u00f3n de calor entre dicho material y el entorno, actuando as\u00ed como m\u00e9todo de enfriamiento. Este fen\u00f3meno, que se conoce como \u2018efecto mecanocal\u00f3rico\u2019, era hasta hace poco cuatro veces menos eficiente que los m\u00e9todos convencionales de enfriamiento.<\/p>\n
Funcionamiento de la refrigeraci\u00f3n por efecto mecanocal\u00f3rico. En la descompresi\u00f3n, el s\u00f3lido se enfr\u00eda y absorbe calor, enfriando el frigor\u00edfico. Despu\u00e9s se comprime el s\u00f3lido que aumenta la temperatura. Por \u00faltimo, el s\u00f3lido libera el exceso de calor a la atm\u00f3sfera.<\/p>\n
Un gran reto para la f\u00edsica es la b\u00fasqueda de materiales con un comportamiento mecanocal\u00f3rico gigante, mucho m\u00e1s potente, que aumente la viabilidad de la refrigeraci\u00f3n de estado s\u00f3lido y permita que esta tecnolog\u00eda pueda erigirse como alternativa eficiente y amigable con el medio ambiente.<\/p>\n
El equipo en el que participa Daniel Errandonea ya predijo en 2016 (Nano Letters 10.1021) el uso de\u00a0 materiales conductores de iones, como la fluorita, para lograr efectos mecanocal\u00f3ricos gigantes superiores a los conseguidos hasta entonces mediante materiales ferroel\u00e9ctricos o aleaciones met\u00e1licas superel\u00e1sticas. Sin embargo, dicho efecto se observ\u00f3 a temperaturas muy superiores a la temperatura ambiente, concretamente a 1100 K. El descubrimiento se realiz\u00f3 \u2013como ahora\u2013 mediante simulaciones te\u00f3ricas DFT, un m\u00e9todo mecanicocu\u00e1ntico empleado en f\u00edsica de la materia condensada para describir las propiedades de los materiales.<\/p>\n
En esta ocasi\u00f3n, el equipo ha descubierto que los efectos mecanocal\u00f3ricos gigantes se pueden producir sobre pel\u00edculas delgadas de algunas familias de conductores de iones r\u00e1pidos, como el oxicloruro de litio o el ioduro de plata, un tipo abundante de materiales que se emplea de forma rutinaria en bater\u00edas electroqu\u00edmicas.<\/p>\n
El art\u00edculo publicado en Nature Communications describe c\u00f3mo los cient\u00edficos han logrado rebajar dicha temperatura a 300 K. Por otro lado, tambi\u00e9n determinaron que el efecto mecanocal\u00f3rico observado es reversible y que la fuerza mecanocal\u00f3rica (par\u00e1metro que determina la eficiencia del ciclo de enfriamiento) de las pel\u00edculas delgadas de ioduro de plata es comparable a la de los mejores materiales mecanocal\u00f3ricos conocidos hasta ahora. Estos resultados ampl\u00edan considerablemente la posibilidad de usar pel\u00edculas de delgadas de materiales superi\u00f3nicos en nuevas tecnolog\u00edas de refrigeraci\u00f3n respetuosas del medio ambiente.<\/p>\n
Los resultados publicados por Daniel Errandonea (Universitat de Val\u00e8ncia), Arun K. Sagotra y Claudio Cazorla (ambos de la University of New South Wales, Australia) abren una nueva y prometedora v\u00eda para el dise\u00f1o racional de las tecnolog\u00edas de refrigeraci\u00f3n verde, que podr\u00eda ser no s\u00f3lo m\u00e1s ecol\u00f3gica que los m\u00e9todos de refrigeraci\u00f3n convencional, sino tambi\u00e9n m\u00e1s eficiente.<\/p>\n
El proyecto cuenta con el apoyo del Programa de Excelencia de la Universitat de Val\u00e8ncia (UV-INV-EPC17-547792) y de MINECO (MAT2016-75586-C4-1-P). (Fuente: U. Val\u00e8ncia)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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