Científicos crean películas con memoria de forma que cambiarán la termorregulación de los chips

Científicos japoneses y alemanes han presentado un nuevo sistema de refrigeración elastocalórico que no requiere los voluminosos compresores ni los motores eléctricos tradicionales. Investigadores de la Universidad de Tsukuba y del Instituto Tecnológico de Karlsruhe lograron que el sistema iniciara un ciclo de refrigeración directamente a partir de una fuente de calor externa.

Cómo las aleaciones con memoria de forma sustituyeron al compresor 

El desarrollo se basa en el uso de dos películas metálicas ultradelgadas:

• Actuador (22 µm, TiNi): Se contrae al calentarse, convirtiendo la energía térmica en movimiento mecánico.
• Refrigerante (26,5 µm, TiNiFe): se estira bajo la fuerza de la primera película, lo que desencadena una transición de fase en la red cristalina y absorbe calor.

El actuador térmico de TiNi demostró una impresionante relación fuerza-desplazamiento de 14,5 N/mm, frente a los 1,1 N/mm de las alternativas electromecánicas convencionales. En pruebas de laboratorio, el calentamiento directo del sistema a partir de una fuente a 130 °C proporcionó una potencia de refrigeración de 3,32 W/g con una diferencia de temperatura de 2,2 K.

¿Cómo puede ayudar a la microelectrónica?

El principal valor de esta tecnología reside en su capacidad potencial para utilizar el calor residual del procesador con fines de autorrefresco. Por ahora, la potencia de salida del prototipo es de solo 2,09 mW, lo que resulta insuficiente para los cristales de silicio modernos, y el sistema requiere un calentamiento cíclico, así como tiempos de respuesta más rápidos.

Los científicos están trabajando actualmente en la conexión de múltiples películas para ampliar la superficie del material activo y aumentar la eficiencia.