Un equipo del Centro Singular de Investigación en Química Biológica y Materiales Moleculares de la Universidad de Santiago de Compostela (CiQUS), en colaboración con la Universitat de Barcelona y la Universidad de Zaragoza, ha desarrollado un innovador prototipo de memoria térmica que permite controlar el flujo de calor mediante voltajes eléctricos. Este avance, publicado recientemente en la revista Advanced Materials, representa una alternativa a los métodos tradicionales de almacenamiento de energía térmica, que resultan complicados debido a la naturaleza disipativa del calor.
A diferencia de intentar confinar el calor, los investigadores han optado por aprovecharlo en su lugar de origen. El dispositivo es capaz de alternar entre diferentes estados de conducción térmica al aplicar pequeñas corrientes eléctricas, funcionando de manera similar a los bits en electrónica convencional. Así, se puede programar para estar en un estado de alta conductividad térmica (“encendido”) o baja conductividad (“apagado”), manteniendo esta configuración incluso tras retirar el estímulo eléctrico.
Características del Prototipo
El sistema se basa en películas ultrafinas compuestas por un óxido de hafnio y circonio que presentan propiedades ferroeléctricas. Los investigadores han combinado dos fenómenos clave: la polarización eléctrica típica de los materiales ferroeléctricos y la presencia de defectos atómicos conocidos como vacantes de oxígeno. Estas vacantes actúan como barreras para el transporte del calor, permitiendo regular con precisión la conductividad térmica del material.
El funcionamiento del dispositivo radica en el control eléctrico del movimiento de estas vacantes. Según la voltaje aplicada, las vacantes pueden acumularse o dispersarse dentro del material, lo que altera la facilidad con la que el calor se propaga. Este mecanismo genera un comportamiento histerético, similar al observado en materiales ferroeléctricos, estableciendo así dos estados térmicos estables y no volátiles.
Perspectivas Futuras
Francisco Rivadulla, investigador del CiQUS, ha destacado que aunque este avance aún está lejos de tener aplicaciones tecnológicas inmediatas, presenta características prometedoras. El dispositivo opera con voltajes relativamente bajos y los estados térmicos generados muestran una notable estabilidad a lo largo del tiempo, manteniéndose durante días sin degradación significativa. Sin embargo, se reconoce que la velocidad de conmutación es actualmente lenta, lo que indica áreas para futuras mejoras.
Este desarrollo abre nuevas posibilidades para el control activo del calor en dispositivos sólidos y podría tener aplicaciones significativas en la gestión térmica de sistemas electrónicos, conversión energética o tecnologías basadas en procesamiento informático mediante calor. Cabe mencionar que el CiQUS cuenta con acreditación como Centro de Investigación del Sistema Universitario de Galicia (CIGUS) y recibe financiación por parte de la Unión Europea a través del Programa Galicia FEDER 2021-2027.
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