I ricercatori della Purdue University hanno dimostrato la capacità di un film sottile di condurre il calore solo sulle sue superfici, identificare una potenziale soluzione al surriscaldamento dei dispositivi elettronici come telefoni e computer.

"Quando provi a creare un dispositivo elettronico, la dissipazione del calore è sempre un problema, " disse Xianfan Xu, James J. e Carol L. Shuttleworth Professore di ingegneria meccanica di Purdue. "Quindi stiamo cercando di fornire una comprensione di come il calore può essere dissipato in questi dispositivi futuri".

Questo materiale a film sottile è un isolante topologico, che supporta il flusso di elettroni sulla sua superficie ma non al suo interno. Nessuno studio aveva ancora verificato se lo stesso fosse vero per il calore, fino a conferma da una ricerca pubblicata il 23 gennaio in ACS Nano . La ricerca passata ha ipotizzato che gli isolanti topologici potrebbero essere utili per lo sviluppo di dispositivi spintronici, che codificano le informazioni attraverso gli spin degli elettroni rispetto alla carica elettrica nell'elettronica di oggi.

I ricercatori hanno scoperto che più sottile è il film, maggiore è la conducibilità termica. Hanno anche scoperto che il rapporto tra conduttività termica e conduttività elettrica sulla superficie dei materiali isolanti topologici può essere più di 10 volte superiore al valore di Sommerfeld, che è il valore noto per la maggior parte dei metalli e dei semiconduttori determinato dalla legge di Weidemann-Franz. Conducendo il calore solo sulle sue superfici piuttosto che sull'intero film, questo materiale potrebbe impedire il riscaldamento di parti di un dispositivo o reindirizzare il calore.

Ora, avendo individuato questa caratteristica di scambio termico negli isolanti topologici, il prossimo passo è capire come usarli per manipolare il flusso di calore.

"Non ci sono molti modi per controllare il calore. Non è l'elettricità, dove puoi accenderlo e spegnerlo, " disse Xu. "Ma ora potrebbe esserci la possibilità di farlo."