Energia

Calor transferido por luz é 100 vezes mais forte

Redação do Site Inovação Tecnológica -  08/04/2016

Os pesquisadores criaram um aparelho do tipo MEMS para controlar com precisão a proximidade entre os pontos de origem e de destino do calor. [Imagem: Raphael St-Gelais et al. - 10.1038/nnano.2016.20]

Troca de calor por meio da luz

A transferência de calor pode ser feita com uma intensidade 100 maior do que se acreditava simplesmente colocando dois objetos muito próximos, em distâncias em nanoescala, sem que eles se toquem.

Essa efetiva "troca de calor através da luz", ou na forma de radiação, abre o caminho para que todos os aparatos de manipulação da luz já existentes possam ser utilizados para a transferência de calor - no interior dos chips, por exemplo, mas também em uma série inumerável de outras situações.

Todos os objetos no ambiente trocam calor com os seus arredores usando a luz. Isso inclui a luz que chega até nós do Sol, a cor vermelha brilhante da resistência de uma torradeira ou as câmeras de "visão noturna" que permitem a gravação de imagens termais mesmo na escuridão completa.

Mas essa troca de calor por radiação geralmente é muito fraca em comparação com o que pode ser obtido por condução (colocando dois objetos em contato um com o outro) ou por convecção (usando ar quente).

Mas não tão fraca quanto se imaginava.

Radiação térmica

Colocando dois objetos em diferentes temperaturas a distâncias que chegaram a apenas 42 nanômetros, observou-se que a transferência de calor é cerca de 100 vezes mais forte do que o previsto pelas leis da radiação térmica convencional, a chamada radiação de corpo negro. Esses resultados se mantiveram mesmo para diferenças de temperatura entre os dois objetos tão elevadas quanto 260° C.

"Uma implicação importante do nosso trabalho é que a radiação térmica pode agora ser usada como um mecanismo de transferência de calor dominante entre objetos em diferentes temperaturas.

"Isto significa que podemos controlar o fluxo de calor com várias das mesmas técnicas que usamos para manipular a luz. Isto é significativo, uma vez que há um monte de coisas interessantes que podemos fazer com a luz, como convertê-la em eletricidade usando células fotovoltaicas," disse Raphael St-Gelais, da Universidade de Colúmbia, nos EUA.

Bibliografia:

Near-field radiative heat transfer between parallel structures in the deep subwavelength regime
Raphael St-Gelais, Linxiao Zhu, Shanhui Fan, Michal Lipson
Nature Nanotechnology
DOI: 10.1038/nnano.2016.20