Un equipo del Instituto Nacional del Grafeno de la Universidad de Manchester desarrolló recientemente un nuevo dispositivo de control eléctrico de flujo térmico, con potencial para revolucionar los sistemas de gestión térmica en aeronáutica, astronáutica y electrónica. Los resultados se publicaron en Science Advances.

El equipo utilizó membranas de grafito de alta conductividad térmica para diseñar un interruptor térmico. Al aplicar voltaje, los iones se insertan entre las capas de grafito, interfiriendo con el movimiento de fonones y reduciendo la conductividad térmica hasta 13 veces. Al retirar el voltaje, los iones se expulsan y la membrana recupera su conductividad original. Este mecanismo reversible permite un control de energía térmica similar al de un transistor electrónico.

“Este avance representa un progreso importante en tecnología de gestión térmica; por primera vez logramos un control preciso y reversible de la conducción térmica”, declaró el líder del proyecto, profesor Koskun Kocabas. El Dr. Pietro Steiner, director técnico de SmartIR y miembro del equipo, añadió: “La confiabilidad del dispositivo en entornos extremos como el espacio le otorga un valor especial de aplicación”.

La tecnología no solo permite el control de encendido/apagado de la conducción térmica, sino que también puede dirigir el flujo térmico mediante patrones de electrodos. Kocabas señaló: “Este interruptor térmico de estado sólido puede reemplazar sistemas de disipación de calor voluminosos en naves espaciales, ofreciendo soluciones de gestión térmica más flexibles”. Comparado con sistemas tradicionales basados en válvulas mecánicas, este diseño sin partes móviles es más confiable y ligero.

Actualmente, el equipo está probando la velocidad de respuesta del dispositivo bajo altas cargas térmicas y planea integrarlo en prototipos de dispositivos electrónicos. En el futuro, optimizando la migración de iones y explorando nuevos materiales de inserción, se espera mejorar aún más el rendimiento.