Sólido

Universidade de Hokkaido, Sapporo, Japão

Na eletrônica moderna, muito calor é produzido como desperdício durante o uso - daí o motivo pelo qual os dispositivos em uso ficam excessivamente quentes e requerem soluções de resfriamento. Na última década, o conceito de gerenciamento desse calor via eletricidade foi testado, levando ao desenvolvimento de transistores térmicos eletroquímicos.

Atualmente, os transistores térmicos de estado líquido estão em uso, mas têm limitações críticas — principalmente, qualquer vazamento faz com que o dispositivo pare de funcionar.

Agora, uma equipe de pesquisa da Universidade de Hokkaido desenvolveu o primeiro transistor térmico eletroquímico de estado sólido. A invenção, descrita na revista Advanced Functional Materials, é mais estável e tão eficaz quanto os atuais transistores térmicos de estado líquido.

"Um transistor térmico consiste basicamente de dois materiais: o material ativo e o material de comutação", disse o professor Hiromichi Ohta. "O material ativo tem condutividade térmica variável (k), e o material de comutação é usado para controlar a condutividade térmica do material ativo."

A equipe construiu seu transistor térmico em uma base de óxido de zircônio estabilizada com óxido de ítrio - que também funcionou como material de comutação - e usou óxido de cobalto e estrôncio como material ativo. Eletrodos de platina foram usados para fornecer a energia necessária para controlar o transistor.

A condutividade térmica do material ativo no estado "ligado" era comparável a alguns transistores térmicos de estado líquido. Em geral, a condutividade térmica do material ativo foi quatro vezes maior no estado "ligado" em comparação com o "desligado". Além disso, o transistor ficou estável em 10 ciclos de uso - melhor do que alguns transistores térmicos de estado líquido atuais. Esse comportamento foi testado em mais de 20 transistores térmicos fabricados separadamente. A única desvantagem era a temperatura operacional de cerca de 300 °C.

"Nossas descobertas mostram que os transistores térmicos eletroquímicos de estado sólido têm potencial para serem tão eficazes quanto os transistores térmicos eletroquímicos de estado líquido, sem nenhuma de suas limitações", disse Ohta. "O principal obstáculo para o desenvolvimento de transistores térmicos práticos é a alta resistência do material de comutação e, portanto, uma alta temperatura operacional. Esse será o foco de nossa pesquisa futura."

Para mais informações, entre em contato com Sohail Keegan Pinto em Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você deve habilitar o JavaScript para visualizá-lo.; +81 11-706-2185.

Este artigo apareceu pela primeira vez na edição de junho de 2023 da Tech Briefs Magazine.

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