I dispositivi elettronici si riscaldano: è un sottoprodotto fastidioso che influenza la progettazione dei sistemi, per timore che si friggeranno ogni volta che sono in esecuzione. Ma poiché i componenti elettronici continuano a ridursi in dimensione, c'è sempre meno spazio per i sistemi di raffreddamento, e diventa una sfida maggiore tenere i componenti sensibili lontani da quelli che emettono calore.
Come riportato in un nuovo studio, però, i ricercatori dell'Università di Chicago hanno trovato un modo per realizzare materiali particolarmente adatti al lavoro. Piuttosto che essere isolanti o conduttori, questi nuovi materiali possono essere entrambi allo stesso tempo, impedendo al calore di muoversi in una direzione ma permettendogli di muoversi liberamente in un'altra.
"Una delle maggiori sfide nell'elettronica è prendersi cura del calore su quella scala, perché alcuni componenti dell'elettronica sono molto instabili alle alte temperature", afferma Shi En Kim, primo autore dello studio. "Ma se possiamo utilizzare un materiale in grado di condurre calore e isolare il calore allo stesso tempo in direzioni diverse, possiamo incanalare il calore lontano dalla sua fonte evitando che raggiunga le parti più fragili del dispositivo".
La chiave è un sottile film di disolfuro di molibdeno. Normalmente è un ottimo conduttore di calore, ma il team ha scoperto che impilando fogli del materiale e poi ruotando leggermente ciascuno di essi, il calore era completamente incapace di passare tra gli strati verticalmente. Potrebbe ancora, tuttavia, muoversi orizzontalmente attraverso il foglio stesso.
In pratica, questa tecnica potrebbe essere utilizzata per realizzare scudi termici che non si limitano a bloccare il calore ma lo trasportano via. Ciò potrebbe non solo impedire a componenti come le batterie di riscaldare l'elettronica sensibile nelle vicinanze, ma anche impedire loro di danneggiarsi con il proprio calore intrappolato.
La tecnica potrebbe anche migliorare l'elettronica in altri modi, ad esempio realizzando generatori termoelettrici più efficaci – dispositivi che producono una corrente elettrica attraverso un differenziale di temperatura tra un lato caldo e un lato freddo. È importante sottolineare che i ricercatori dicono che potrebbe non essere solo il disolfuro di molibdeno a consentire questo effetto, ma sospettano che anche altri materiali nella stessa disposizione potrebbero farlo.