O calor é unha forma de enerxía omnipresente que, ao contrario que outras, resulta extremadamente difícil de almacenar debido á súa tendencia natural a dispersarse. Este trazo, esencial para fenómenos como a chegada da enerxía solar á Terra, supón tamén un desafío tecnolóxico clave. En lugar de tratar de confinalo, un equipo de investigadores do Centro Singular de Investigación en Química Biolóxica e Materiais Moleculares (CiQUS), en colaboración coa Universitat de Barcelona e a Universidade de Zaragoza, propone unha estratexia alternativa: aproveitar o calor alí onde se xera, controlando o seu fluxo en tempo real e utilizalo na fabricación de memorias térmicas.
Num traballo recentemente publicado en Advanced Materials, os investigadores presentan un prototipo de memoria térmica, un dispositivo capaz de alternar entre distintos estados de condución de calor mediante a aplicación de pequenos voltaxes eléctricos. De forma análoga aos bits na electrónica convencional, o sistema pode programarse para ofrecer un estado de alta condutividade térmica («activado») ou de baixa condutividade («desactivado»), e manter esa configuración incluso despois de retirar o estímulo eléctrico.
O dispositivo baséase en películas ultrafinas —de apenas uns nanómetros de espesor— dun óxido de hafnio e circonio con propiedades ferroeléctricas. Neste material, os investigadores combinaron dous fenómenos clave: por un lado, a polarización eléctrica característica dos ferroeléctricos, e por outro, a presenza de defectos atómicos coñecidos como vacantes de osíxeno, que actúan como barreras para o transporte de calor. A interacción entre ambos permite regular de forma precisa a condutividade térmica do sistema.
O mecanismo que sustenta este comportamento baséase no control eléctrico do movemento destas vacantes. Dependendo da voltaxe aplicada, as vacantes acúmulanse ou dispersanse dentro do material, modificando a facilidade con que o calor pode propagarse. Este proceso dá lugar a un comportamento histérico —similar ao dos materiais ferroeléctricos—, que permite definir dous estados térmicos estables e non volátiles.
Aínda que se trata dun avance fundamental, lonxe dunha aplicación tecnolóxica inmediata, o sistema presenta características prometedoras: funciona con voltaxes relativamente baixas, e os estados térmicos xerados mostran unha notable estabilidade no tempo, manténdose durante días sen degradación apreciable. Entre as limitacións actuais, destaca a lentitude na velocidade de conmutación, o que sinala o camiño para futuras melloras.
Este traballo abre unha nova vía no control activo do calor en dispositivos sólidos, con posibles aplicacións na xestión térmica de sistemas electrónicos, a conversión de enerxía ou o desenvolvemento de tecnoloxías baseadas no procesamento de información mediante calor. Neste contexto, o CiQUS conta coa acreditación como Centro de Investigación do Sistema Universitario de Galicia (CIGUS), outorgada pola Xunta de Galicia, e recibe financiación da Unión Europea no marco do Programa Galicia FEDER 2021-2027.
Referencia
D.Barneo, M.Royo, R.Ramos, et al. “The Coupling of Ferroelectric Polarization and Oxygen Vacancy Migration Enables Electrically Controlled Thermal Memories.” Advanced Materials (2026): e19670. https://doi.org/10.1002/adma.202519670
