Cientistas criam material capaz de reduzir consumo de energia

Publicado em 24/07/2017

Pesquisadores espanhóis desenvolveram um novo material, uma liga metálica de cobre e níquel em formato de nanoesponja, que pode reduzir ao mínimo o gasto energético dos dispositivos eletrônicos, entre eles os computadores e os telefones celulares.

Em colaboração com o Instituto Catalão de Nanociência e Nanotecnologia (ICN2), o material criado pelos investigadores da Universidade Autônoma de Barcelona (UAB) é nanoporoso, com estrutura similar à de uma esponja, mas com poros nanométricos, que permite manipular e registrar informação com gasto energético muito baixo.

Segundo o professor do Departamento de Física da UAB, Jordi Sort, que dirigiu a pesquisa, “as nanoesponjas podem ser a base de novas memórias magnéticas em computadores e telefones celulares com muito mais eficiência energética que as atuais”.

Sort explicou que, para registrar a informação nas memórias magnéticas convencionais dos dispositivos eletrônicos, os pequenos domínios magnéticos dos materiais atuam como ímãs, que se orientam utilizando campos magnéticos.

Para gerar esses campos é necessário produzir correntes elétricas, mas estas aquecem o material e provocam gasto de energia.

Assim, praticamente 40% da energia elétrica que chega aos computadores se dissipa em forma de calor por este motivo.

Em 2007, cientistas franceses observaram que, quando os materiais magnéticos estão dispostos em camadas ultrafinas e uma voltagem é aplicada sobre os mesmos, a quantidade de corrente e de gasto energético necessários para orientar os domínios magnéticos diminuía em 4%.

Agora, a equipe dirigida por Jordi Sort busca uma solução baseada nas propriedades magnéticas do novo material nanoporoso para incrementar esta superfície.

O desenvolvimento do novo material, que foi divulgado nesta quinta-feira pela revista especializada “Advanced Functional Materials”, consiste em camadas nanoporosas de uma liga metálica de cobre e níquel, organizadas de maneira em que formam em seu interior superfícies e buracos similares aos de uma esponja, onde os poros têm separações de entre apenas 5 e 10 nanômetros, o que significa que nas paredes dos poros só há espaço para algumas dezenas de átomos.

“Há muitos investigadores aplicando os materiais nanoporosos na melhoria dos processos físico-químicos, como o desenvolvimento de novos sensores, mas nós analisamos de que forma esses materiais podem contribuir para o eletromagnetismo”, indicou Sort.

“Os nanoporos em seu interior oferecem grande quantidade de superfície. Com esta imensa superfície concentrada em um espaço muito pequeno, podemos aplicar a voltagem de uma pilha e diminuir enormemente a energia necessária para orientar os domínios magnéticos e registrar os dados”, detalhou o físico.

Segundo Sort, “isto supõe um novo paradigma para a economia energética nos computadores e na computação e na manipulação de dados magnéticos em geral”.

Os pesquisadores da UAB fizeram os primeiros protótipos de memórias magnéticas nanoporosas baseadas na liga de metais de cobre e níquel com resultados muito satisfatórios, pois conseguiram reduzir em 35% o gasto energético necessário para reorientar os domínios magnéticos e registrar dados.

“Implementar este material nas memórias dos computadores e dispositivos móveis teria muitas vantagens, principalmente uma economia direta no consumo elétrico dos computadores e um aumento considerável na autonomia dos dispositivos móveis”, concluiu Sort.