Internacional. Las transiciones de fase tienen lugar con el intercambio de calor (es decir, entropía) entre materiales y entornos. Cuando tales procesos son impulsados por la presión, el efecto de enfriamiento inducido se llama efecto barocalórico, que es una alternativa prometedora al ciclo de compresión de vapor convencional.
Para el propósito de la aplicación real, es deseable que un material tenga cambios de entropía mayores inducidos por una presión menor.
Recientemente, un equipo de investigación internacional dirigido por el Prof. LI Bing del Instituto de Investigación del Metal, de la Academia de Ciencias de China, descubrió que una clase de materiales desordenados, llamados cristales plásticos, exhiben efectos barocalóricos de gran tamaño bajo una presión muy débil.
Los cambios de entropía típicos son de varios cientos de julios por kilogramo por kelvin, que es diez veces mejor que los materiales anteriores.
Utilizando instalaciones a gran escala en Japón y Australia, el equipo reveló que las moléculas constituyentes de estos materiales están muy desorientadas en las redes y son intrínsecamente fáciles de deformar.
Como resultado, una pequeña presión puede suprimir el extenso trastorno de orientación y, por lo tanto, se obtienen cambios de entropía inducidos por la presión. Estos dos méritos hacen que los cristales de plástico sean los mejores materiales barocalóricos hasta ahora.
Esta investigación presenta el primer informe de que los cambios de entropía pueden exceder los 100 julios por kilogramo por kelvin y representan el mejor entre todos los materiales de efecto calórico (efecto barocalórico y sus analogías como el efecto magnetocalórico, el efecto electrocalórico y el efecto elastocalórico), considerado como un hito.
El escenario físico microscópico establecido utilizando la técnica de dispersión de neutrones es útil para diseñar materiales aún mejores en el futuro.
En lo que respecta a la aplicación de refrigeración, los cristales de plástico informados aquí son muy prometedores dado que son abundantemente disponibles, respetuosos con el medio ambiente, fáciles de manejar y de alto rendimiento.
Este trabajo señala una nueva dirección para las tecnologías emergentes de refrigeración de estado sólido.
Fuente: Academia de Ciencias de China.
