In un nuovo articolo pubblicato su nanolettere rivista, gli scienziati dell'Università di Valencia indicano una nuova famiglia di materiali con applicazioni promettenti nel raffreddamento a stato solido.
Gli scienziati hanno a lungo utilizzato metodi di raffreddamento allo stato solido come alternativa alle tecniche di refrigerazione convenzionali che si basano su gas inquinanti. Però, l'efficienza del raffreddamento a stato solido ha tipicamente lasciato molto a desiderare, essendo fino a quattro volte meno efficiente dei metodi convenzionali. Fino ad ora, gli effetti meccano-calorici richiesti sono stati osservati solo nei materiali ferroelettrici e nelle leghe metalliche superelastiche, entrambi sono molto scarsi e costosi.
Ma la ricerca di materiali più efficienti potrebbe essere finita. Fisici Daniel Errandonea, dell'Istituto di Scienza dei Materiali dell'UV (ICMUV), e Claudio Cazorla, della Scuola di Scienza e Ingegneria dei Materiali, Università del Nuovo Galles del Sud (Australia), ora prevedono che i materiali conduttori di ioni come la fluorite (CaF2) potrebbero presentare un effetto meccano-calorico maggiore rispetto al gruppo ferroelettrico. In questa luce, i conduttori ionici emergono come una nuova famiglia di materiali con applicazioni promettenti nel raffreddamento a stato solido. Inoltre, la fluorite è abbastanza abbondante in natura, con depositi in molti paesi, compresa la Spagna.
Lo studio stabilisce la relazione tra la tensione meccanica esterna e il trasporto ionico nei conduttori di ioni utilizzando la dinamica molecolare (un metodo di simulazione al computer per lo studio dei movimenti fisici di atomi e molecole) e calcoli di meccanica quantistica.
Il lavoro mostra che l'applicazione di pressione al materiale serve come mezzo efficiente per regolare la temperatura critica nei composti superionici (conduttori di ioni veloci).
Questi risultati, pubblicato in nanolettere ad aprile 2016, spianare la strada ad una progettazione razionale di tecnologie di green cooling che non siano solo più ecologiche, ma più efficiente ed economico rispetto ai metodi di raffreddamento convenzionali. Hanno anche importanti implicazioni per lo sviluppo delle batterie allo stato solido.
