Aproximadamente el 90% del uso de energía del mundo implica la generación o manipulación de calor, si bien el control del transporte térmico sigue siendo un desafío en muchos campos, desde los dispositivos electrónicos a micro y nanoescala hasta la aeronáutica. Los materiales que presentan una transición abrupta entre estados de conductancia térmica baja y alta son muy deseables para aplicaciones de regulación térmica de rápido desarrollo.

En un nuevo informe publicado el Acta Materialia , un equipo conjunto dirigido por el profesor Tong Peng y el profesor Zhang Yongsheng del Instituto de Física del Estado Sólido (ISSP) de los Institutos de Ciencias Físicas de Hefei (HFIPS) informó sus nuevos hallazgos sobre un cambio brusco de conductividad térmica de hasta un 200% en un intervalo de temperatura de 40 Kelvin en sulfuros Ni1 _-X Fe _X S.

"El cambio observado de conductividad térmica excede los reportados en otros materiales de regulación térmica, "dijo el profesor Tong, "Es más, la temperatura de funcionamiento se puede ajustar bien ajustando la concentración de hierro, haciendo que dicho esquema de regulación de la conductividad térmica se adapte a las diferentes necesidades de la aplicación ".

"Hicimos cálculos teóricos, "dijo el profesor Zhang, un físico teórico, "y descubrió que el gran salto de la conductividad térmica proviene de la modificación dramática de la estructura electrónica en la transición de fase de primer orden".

El material es de naturaleza frágil, entonces el grupo hizo algo más. Agregaron plata para mejorar la maquinabilidad y la estabilidad del ciclo térmico, que es beneficioso para las aplicaciones prácticas.

El gran salto de la conductividad térmica junto con la reversibilidad sugiere que los materiales actuales son un nuevo material prometedor para aplicaciones de gestión térmica. Además, los sulfuros hexagonales son fáciles de sintetizar y las materias primas son respetuosas con el medio ambiente.

Se pueden introducir muchas aplicaciones a este material. Por ejemplo, se puede utilizar para construir diodos térmicos. Similar a los diodos electrónicos, los diodos térmicos solo permiten que el flujo de calor viaje en una dirección específica, mientras bloquea en la dirección opuesta. Dado que su conductividad térmica se puede ajustar de forma autónoma, este material también se puede aplicar para mantener la temperatura óptima frente a la variación de temperatura ambiental.