La real sociedad de química (The Royal Society of Chemistry-RSC, por sus siglas en inglés) seleccionó el artículo titulado “A Novel Enhanced Performance Thermal Rectifier Based on NPG Functionalized Carbon Fibers” por el Dr. Jaime Álvarez Investigador del Centro de Investigación en Materiales Avanzados, S.C. como ́ en la revista Materials Advances, 2021, 2, 5942 – 5954.
https://doi.org/10.1039/D1MA00496D
De acuerdo al Dr. Álvarez, un rectificador térmico es un dispositivo de estado sólido de transferencia de calor unidireccional, los cuales pueden llegar a tener un impacto significativo en el reciclaje y la gestión de la energía térmica residual.
En este trabajo, mediante la funcionalización parcial de fibras de carbono con moléculas de neopentilglicol (NPG), el cual es un material con cambio de fase, se ha implementado un novedoso rectificador térmico de dos segmentos el cual mejora eficientemente el factor de rectificación. El dispositivo básicamente controla el flujo de calor mediante la transición de fase de primer orden existente en NPG, la cual desencadena reorientaciones moleculares rotacionales a una temperatura prescrita.
Esta prometedora arquitectura muestra un rendimiento mejorado en comparación con los diodos térmicos reportados anteriormente desarrollados con materiales de cambio de fase. Se ha estimado un factor de rectificación térmica de 2.95 a partir de los resultados experimentales, que, a nuestro conocimiento, es el factor de rectificación térmica más alto mostrada por un diodo térmico basado en un material de cambio de fase hasta la fecha.
Además, este resultado se ha verificado analíticamente mediante el uso de la teoría del tensor de conductividad térmica para la conducción de calor anisotrópica de sólidos, obteniendo un valor máximo de 3, claramente estos valores coinciden bastante bien.
Por lo tanto, los rectificadores aquí propuestos poseen un factor
de rectificación significativamente mejorado el cual depende de las componentes principales del tensor de conductividad térmica presentes en cada fase.
De aquí que, las fibras de carbono parcialmente funcionalizadas con NPG son materiales candidatos novedosos los cuales pueden proporcionar nuevas alternativas para lograr diodos térmicos de alto rendimiento a través de la funcionalización química de la superficie.