es.wedoany.com Noticia: Investigadores de la Universidad de Massachusetts Amherst (University of Massachusetts Amherst) podrían haber encontrado un nuevo método para mejorar las propiedades de aislamiento térmico de los plásticos sin hacerlos más débiles, más pesados o más difíciles de fabricar. El equipo logró este objetivo alterando la forma en que el calor atraviesa el material a nivel atómico.
Actualmente, la gran mayoría de los materiales aislantes dependen del aire atrapado (trapped air) para bloquear la transferencia de calor, ya que el aire es un mal conductor térmico. Esta estrategia es efectiva en espumas aislantes, pero la introducción de cavidades de aire en los plásticos a menudo reduce su resistencia y durabilidad, al mismo tiempo que aumenta la complejidad de fabricación. En lugar de añadir huecos, el equipo se centró en alterar las vibraciones microscópicas que transportan el calor a través de los materiales sólidos.
Este trabajo podría impulsar el desarrollo de nuevos plásticos ligeros, flexibles, ignífugos y con una transferencia de calor limitada. Las aplicaciones potenciales incluyen trajes espaciales, naves espaciales, edificios energéticamente eficientes y dispositivos electrónicos que requieran una mejor gestión térmica.
En los sólidos, el calor se conduce principalmente a través de vibraciones que se transmiten entre átomos. Cuanto más organizada es la trayectoria de las vibraciones, más eficientemente se mueve el calor. La autora correspondiente del estudio, Yanfei Xu (Yanfei Xu), profesora asistente en la Escuela de Ingeniería Riccio (Riccio College of Engineering) de la Universidad de Massachusetts Amherst, y su equipo se propusieron interferir en estas trayectorias. Xu comparó la transferencia de calor normal con una fila de bomberos que se pasan cubos de agua de manera eficiente, mientras que el equipo buscaba lograr el efecto contrario: crear lo que denominan "caos lento" (slow chaos).
Para ralentizar la transferencia de calor, los investigadores emplearon ingeniería de vibraciones para alterar la coordinación entre átomos. En pruebas preliminares con una mezcla de polímeros hecha de poliuretano (polyurethane) y tetrahidroxideoxibenzoína triazol (tetrahydroxy deoxybenzoin triazole), este movimiento desordenado redujo la conductividad térmica en un 17%. El material también mostró propiedades ignífugas.
Xu señaló que, aunque la reducción de la conductividad térmica en los primeros estudios fue relativamente limitada, estos hallazgos revelan un nuevo método importante para controlar el flujo de calor en los materiales. Indicó que, al reducir la densidad de modos vibratorios térmicamente accesibles disponibles para la transferencia de calor, se suprimió la conductividad térmica, y el material mantuvo sus características de ser denso, mecánicamente flexible e ignífugo.
Referencia: "Suppressing thermal transport in nonporous polymer hybrids by limiting thermally accessible vibrational modes", por Henry Worden, Mihir Chandra, Yijie Zhou, Zarif Ahmad Razin Bhuiyan, Mouyang Cheng, Krishnamurthy Munusamy, Duc Nghiem, Weiguo Hu, Weibo Yan, Siyu Wu, Ruipeng Li, Zhang Jiang, Anna Chatterji, Shengjia Zhang, Ilia N. Ivanov, Jihua Chen, Jack C. Lasseter, Mengru Jin, Derin Abitagaoglu, Qing Tu, Todd Emrick, Jun Liu y Yanfei Xu, 18 de mayo de 2026, Materials Horizons. DOI: 10.1039/D6MH00633G.
Esta investigación recibió el apoyo de la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos (U.S. National Science Foundation), la Administración Federal de Aviación de Estados Unidos (Federal Aviation Administration) y la Universidad de Massachusetts Amherst.
