Los teléfonos móviles de hace unas décadas parecen hoy juguetes de plástico anticuados. Ese es un ejemplo de la espectacular miniaturización de la electrónica moderna, así como de la funcionalidad añadida. Desafortunadamente, esta miniaturización viene con un problema:el desafío de disipar el calor. Este desafío limita la funcionalidad de los dispositivos electrónicos ultrapequeños. Para aplicaciones prácticas, la solución a la disipación de calor debe incorporar un medio para modular la temperatura a la que el dispositivo cambia su velocidad de transmisión de calor.

Ahora, en un estudio publicado recientemente en Nano Letters , investigadores de la Universidad de Osaka y socios colaboradores han modulado experimentalmente la temperatura de conmutación térmica de los copolímeros de bloque. Este estudio ayudará a los investigadores a modular de manera económica la temperatura de los dispositivos electrónicos orgánicos cambiando la velocidad de transmisión del calor y, por lo tanto, ayudará a resolver un desafío importante de la miniaturización de dispositivos.

"Los copolímeros de bloque nanoestructurados de cristal líquido son ideales para nuestro trabajo", explica el primer autor Takafumi Ishibe. "Al usar cambios de temperatura para modular la anisotropía de las nanoestructuras, se puede modular fácilmente la conductividad térmica del polímero".

Un componente, conocido como mesógeno, del polímero sufre una transición de fase (de nanoestructuración cilíndrica a esférica) al cruzar un umbral de temperatura. Esta temperatura se conoce como la temperatura de transición. En otras palabras, la anisotropía, y por lo tanto la conductividad térmica, del polímero depende de la temperatura.

La clave del trabajo de los investigadores es que ajustar la composición química del mesógeno es un medio fácil de cambiar la temperatura de transición. Es decir, mediante una síntesis química sencilla, se puede ajustar fácilmente la temperatura a la que se producen los cambios de anisotropía y, por lo tanto, cambiar la velocidad de transmisión de calor del polímero.

"Ajustamos la temperatura de transición en el rango de 90 grados Celsius a 147 grados Celsius mediante una elección juiciosa del mesógeno", dice el autor principal Yoshiaki Nakamura. "El cambio de conductividad fue totalmente reversible, y la diferencia entre el estado de encendido y apagado fue de aproximadamente 2, que es comparable a los valores convencionales de varios interruptores térmicos informados en los estudios anteriores".

Muchos investigadores han cambiado la relación de encendido/apagado de los materiales de conmutación de conductividad térmica. Sin embargo, este estudio es el primero en centrarse experimentalmente en la modulación de la temperatura de conmutación térmica mediante el control de la temperatura de transición de dichos materiales. Al hacerlo, Nakamura y sus colaboradores han impartido una funcionalidad práctica a los copolímeros de bloque que se someten a un cambio de conductividad térmica y a bajo costo. Esta innovación es muy prometedora para la sostenibilidad de la gestión térmica en las próximas tecnologías avanzadas.

El artículo, "Interruptor térmico sintonizable a través de la transición orden-orden en copolímero de bloque cristalino líquido", se publicó en Nano Letters . + Explora más

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