Descoberta brasileira revela cristal com condutividade térmica inédita, graças ao supercomputador Santos Dumont

Estudo com apoio do supercomputador Santos Dumont revela condutividade térmica surpreendentemente baixa no bismutato de bário, semelhante à de materiais amorfos

Uma pesquisa publicada na revista Advanced Science revelou um comportamento inesperado no bismutato de bário (BaBiO3). Embora possua estrutura atômica bem organizada, o cristal conduz calor de forma semelhante ao vidro. Essa característica é extremamente rara em materiais sólidos cristalinos.

Apoio do supercomputador Santos Dumont

O estudo envolveu pesquisadores do Instituto de Física da USP (IFUSP), do Departamento de Física da UFMG e de instituições internacionais.

Para a modelagem computacional do fenômeno, foi utilizado o supercomputador Santos Dumont, localizado no Laboratório Nacional de Computação Científica (LNCC/MCTI), em Petrópolis (RJ). O equipamento é o mais rápido da América Latina destinado à pesquisa científica.

Entendendo a baixa condutividade térmica

Normalmente, cristais conduzem calor por meio das vibrações da rede atômica, chamadas fônons. No entanto, o BaBiO3 apresentou condutividade térmica extremamente baixa, comparável à de materiais amorfos.

Essa condição é provocada por instabilidades dinâmicas em sua estrutura, que dificultam o transporte do calor.

Medições e simulações detalhadas

A pesquisa combinou medições térmicas experimentais com simulações computacionais para analisar o comportamento do material em várias temperaturas.

A equipe liderada pela professora Valentina Martelli, do IFUSP, utilizou sua experiência em transporte térmico para investigar o material sob nova perspectiva, no contexto do doutorado de Alexandre Henriques, também do IFUSP.

Além de usarem equipamentos desenvolvidos no próprio grupo, os pesquisadores realizaram medições no LNNANO (CNPEM, Campinas).

A modelagem computacional foi conduzida pelo professor Walber Brito, da UFMG, com o uso intensivo do Santos Dumont. Técnicas computacionais de última geração foram aplicadas para calcular a condutividade térmica com alta precisão.

Potencial para novas aplicações tecnológicas

O bismutato de bário se mostra promissor para o desenvolvimento de isolantes térmicos eficientes e dispositivos termoelétricos. Essas tecnologias podem ser úteis em eletrônica avançada e geração de energia.

Colaboração internacional e apoio financeiro

O estudo experimental, coordenado por Valentina Martelli, contou com a participação de pesquisadores do ISIS Neutron and Muon Source, no Reino Unido, e do Instituto Max Planck, na Alemanha. O projeto recebeu financiamento da FAPESP, CNPq e do Instituto Serrapilheira.

Com informações de GOV.com.