Investigación abre la puerta a controlar el calor en ordenadores y móviles

Un estudio liderado por investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB) ha observado por primera vez ondas térmicas en germanio, un material semiconductor, en un hallazgo que puede permitir una futura mejora del rendimiento de los dispositivos electrónicos.

Según ha anunciado este miércoles el ICMAB, un centro adscrito al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), el hallazgo del estudio, que ya ha sido publicado en la revista Science Advances, abre la puerta a controlar el calor en ordenadores y teléfonos móviles y, con ello, lograr un manejo más eficiente de estos aparatos.

El calor se origina cuando los átomos vibran y se transfiere por difusión a temperatura ambiente, aunque se trata de una energía bastante difícil de controlar y, a menudo, las estrategias para manipularla resultan bastante ineficaces.

Por ejemplo, es común que se acumulen grandes cantidades de calor residual en ordenadores, teléfonos móviles, televisores y, en general, en la mayoría de los dispositivos electrónicos.

Sin embargo, si el calor se transportara a través de ondas, como ocurre con la luz, ofrecería nuevas alternativas para poderlo controlar, especialmente gracias a las propiedades de estas ondas térmicas que, hasta el momento, solo se habían observado en unos pocos materiales, como en el helio sólido o, recientemente, en el grafito.

Ahora, el estudio liderado por el ICMAB, en colaboración con las universidades Autónoma de Barcelona y de Cagliari (Italia), ha reportado la presencia, a temperatura ambiente, de ondas térmicas en germanio sólido, un material semiconductor utilizado habitualmente en electrónica, similar al silicio.

"No esperábamos encontrar estos efectos ondulatorios, conocidos como segundo sonido, en este tipo de material, ni en estas condiciones", ha asegurado el investigador del ICMAB y director del proyecto, Sebastián Reparaz.

El descubrimiento se produjo al estudiar la respuesta térmica de una muestra de germanio bajo el efecto de un láser, produciendo una onda de calor oscilante de alta frecuencia en su superficie.

Los experimentos demostraron que, contrariamente a lo que se creía hasta ahora, el calor no se disipaba por difusión, sino que se propagaba en el material a través de ondas térmicas.

Según Reparaz, el hallazgo de estos efectos ondulatorios en germanio abren un "abanico ilimitado de posibles aplicaciones", aunque antes de ello será necesario comprobar si esta forma de propagación del calor se da también en cualquier otro material.

El hecho de poder controlar la propagación del calor a través de las propiedades de las ondas genera, a juicio de los investigadores, nuevas vías para mejorar el diseño de las próximas generaciones de aparatos térmicos y electrónicos.