Elementos termoelétricos e, mais amplamente, o efeito Peltier são conhecidos não apenas há muito tempo, mas há muito tempo. Tais elementos possibilitam a geração de corrente elétrica devido à diferença de temperatura entre um par de wafers semicondutores emparelhados ou o resfriamento de um dos wafers após a aplicação de corrente elétrica ao par. Em um estudo recente, os cientistas se perguntaram o quão pequeno esse “refrigerador” poderia ser, e se a miniaturização poderia ajudar a resfriar os chips.
No canto inferior direito da imagem você pode ver uma gota de orvalho “verde”, confirmando o efeito de resfriamento da seção do circuito (ACS Nano)
Um grupo de cientistas da Universidade da Califórnia em Los Angeles (UCLA) desenvolveu um dispositivo de resfriamento microscópico, que eles descrevem como “o menor refrigerador do mundo”. O volume deste refrigerador é próximo a um micrômetro cúbico. Alega-se que o recorde anterior para a criação deste tipo de coolers foi quebrado “mais de dezenas de milhares de vezes.”
Segundo os cientistas, embora o experimento realizado não tenha nenhum propósito prático, a miniaturização final no campo dos elementos termoelétricos leva a um entendimento das leis fundamentais e dos fenômenos termoelétricos nos níveis atômicos e próximos a ele. Posteriormente, munido de novos conhecimentos, o efeito pode ser aplicado na prática com bons retornos em níveis mais elevados. Por exemplo, a criação de resfriadores integrados como parte de microcircuitos ou a geração de eletricidade para alimentar eletrônicos vestíveis ou outros dispositivos em miniatura e independentes.
A principal característica do elemento termoelétrico em miniatura proposto por cientistas é que ele é praticamente inercial. Quando a energia é aplicada a ele, a seção entre os dois semicondutores é resfriada quase instantaneamente – milhões de vezes mais rápido do que os elementos termoelétricos com um volume de um mm3 permitem.
No experimento, os cientistas usaram telureto de bismuto (Bi2Te3) como o material de um semicondutor e telureto de antimônio-bismuto (Sb2 – xBixTe3) foi escolhido como o segundo material. Mais detalhes sobre o experimento são relatados na revista ACS Nano.