Material que refrigera los dispositivos vestibles

El sobrecalentamiento de los dispositivos electrónicos vestibles que están en contacto directo con la piel del usuario aumenta el riesgo de quemaduras cutáneas y provoca una degradación del rendimiento de tales dispositivos.

Unos científicos han inventado un recubrimiento blando y ultradelgado que mejora enormemente la disipación del calor en dispositivos de ese tipo, logrando caídas de temperatura de hasta casi 60 grados centígrados y ofreciendo una buena alternativa a los métodos convencionales para una gestión térmica eficaz en la electrónica vestible.

El avance es obra del equipo de Jiyu Li y Yu Xinge, del Departamento de Ingeniería Biomédica en la Universidad de la Ciudad de Hong Kong, China.

En los dispositivos electrónicos, el calor puede generarse tanto a partir de los componentes electrónicos internos, cuando una corriente eléctrica pasa a través de un conductor, proceso conocido como calentamiento Joule, como de fuentes externas, por ejemplo la luz solar y el aire caliente. Para enfriar los dispositivos, puede recurrirse a procesos de transferencia de calor tanto radiativos (es decir, radiación térmica (emisión de energía calorífica desde la superficie del dispositivo) como no radiativos (es decir, convección y conducción (pérdida de calor hacia la capa de aire en calma que rodea al dispositivo y a través del contacto directo con un objeto frío).

Sin embargo, las tecnologías actuales se basan sobre todo en medios no radiativos para disipar el calor de tipo Joule acumulado. Además, los disipadores de calor empleados suelen ser voluminosos y rígidos y ofrecen una portabilidad limitada, lo que dificulta la flexibilidad de los dispositivos portátiles inalámbricos.

Para superar estas deficiencias, el equipo de investigación ha desarrollado un recubrimiento polimérico compuesto multifuncional con capacidad de refrigeración tanto radiativa como no radiativa, sin utilizar electricidad y con avances notables en cuanto a portabilidad y elasticidad.

Muestra del nuevo recubrimiento de refrigeración para dispositivos vestibles. (Foto: City University of Hong Kong)

El recubrimiento está compuesto por microesferas huecas de dióxido de silicio (SiO2), para mejorar la emisión de radiación infrarroja hacia el exterior, y nanopartículas de dióxido de titanio (TiO2) y pigmentos fluorescentes, para potenciar la reflexión solar. Tiene menos de un milímetro de grosor, es ligero (aproximadamente 1,27 gramos por centímetro cuadrado) y posee una gran flexibilidad mecánica.

Cuando se genera calor en un dispositivo electrónico, el recubrimiento lo recolecta y lo disipa en el ambiente tanto mediante la emisión de radiación térmica como por convección del aire. El recubrimiento también presenta una excelente capacidad contra las interferencias ambientales debido a su menor conductividad térmica, lo que la hace menos susceptible a las fuentes de calor externas que reducirían el efecto de refrigeración y el rendimiento de los dispositivos.

Li, Xinge y sus colegas exponen los detalles técnicos de su invento en la revista académica Science Advances, bajo el título “Ultrathin, soft, radiative cooling interfaces for advanced thermal management in skin electronics”. (Fuente: NCYT de Amazings)