I ricercatori dell’Università della California, Berkeley, hanno scoperto un nuovo modo in cui i materiali trasferiscono il calore, che potrebbe portare a miglioramenti nell’elettronica e in altri dispositivi.

Il team, guidato dal fisico Xiang Zhang, ha scoperto che quando due materiali con proprietà termiche diverse vengono messi in contatto, il trasferimento di calore tra loro non è semplicemente una questione di conduzione, convezione o radiazione. Esiste invece anche un quarto meccanismo, che chiamano “conduttanza termica interfacciale”.

La conduttanza termica interfacciale è il trasferimento di calore attraverso l'interfaccia tra due materiali. È diverso dalla conduzione, che è il trasferimento di calore attraverso un materiale, e dalla convezione, che è il trasferimento di calore mediante il movimento di un fluido.

I ricercatori hanno scoperto che la conduttanza termica interfacciale può essere molto elevata, anche quando i due materiali hanno proprietà termiche molto diverse. Ciò significa che potrebbe essere possibile utilizzare la conduttanza termica interfacciale per migliorare il trasferimento di calore nei dispositivi elettronici, come chip di computer e celle solari.

"Questa scoperta potrebbe avere un impatto notevole sulla progettazione dei dispositivi elettronici", ha affermato Zhang. "Capendo come funziona la conduttanza termica interfacciale, possiamo progettare materiali e strutture in grado di trasferire il calore in modo più efficiente."

I risultati del team sono stati pubblicati sulla rivista Nature Materials.

Potenziali applicazioni della conduttanza termica interfacciale

La scoperta della conduttanza termica interfacciale potrebbe avere una serie di potenziali applicazioni nell'elettronica e in altri campi. Ecco alcuni esempi:

* Trasferimento di calore migliorato nei chip dei computer: I chip del computer generano molto calore, il che può portare a problemi di prestazioni. Utilizzando materiali con elevata conduttanza termica interfacciale, potrebbe essere possibile migliorare il trasferimento di calore nei chip dei computer e mantenerli a temperature più basse.

* Celle solari più efficienti: Le celle solari convertono la luce solare in elettricità, ma parte della luce solare viene persa sotto forma di calore. Utilizzando materiali con elevata conduttività termica interfacciale, potrebbe essere possibile migliorare l’efficienza delle celle solari e catturare una maggiore quantità di luce solare.

* Miglior isolamento termico: L'isolamento termico viene utilizzato per ridurre il trasferimento di calore tra due oggetti. Utilizzando materiali con bassa conduttanza termica interfacciale, potrebbe essere possibile creare un isolamento termico più efficace.

La scoperta della conduttanza termica interfacciale è un nuovo sviluppo promettente che potrebbe portare a numerosi progressi nell'elettronica e in altri campi. Comprendendo come funziona la conduttanza termica interfacciale, i ricercatori possono progettare materiali e strutture in grado di trasferire il calore in modo più efficiente e migliorare le prestazioni dei dispositivi elettronici.