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Estudio con apoyo del supercomputador Santos Dumont revela conductividad térmica sorprendentemente baja en el bismutato de bario, similar a la de materiales amorfos
Una investigación publicada en la revista Advanced Science reveló un comportamiento inesperado en el bismutato de bario (BaBiO3). Aunque posee una estructura atómica bien organizada, el cristal conduce calor de forma similar al vidrio. Esta característica es extremadamente rara en materiales sólidos cristalinos.
Apoyo del supercomputador Santos Dumont
El estudio involucró investigadores del Instituto de Física de la USP (IFUSP), del Departamento de Física de la UFMG y de instituciones internacionales.
Para la modelización computacional del fenómeno, se utilizó el supercomputador Santos Dumont, ubicado en el Laboratório Nacional de Computação Científica (LNCC/MCTI), en Petrópolis (RJ). El equipo es el más rápido de América Latina destinado a la investigación científica.
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Entendiendo la baja conductividad térmica
Normalmente, los cristales conducen calor a través de las vibraciones de la red atómica, llamadas fonones. Sin embargo, el BaBiO3 presentó conductividad térmica extremadamente baja, comparable a la de materiales amorfos.
Esta condición es provocada por inestabilidades dinámicas en su estructura, que dificultan el transporte del calor.
Mediciones y simulaciones detalladas
La investigación combinó mediciones térmicas experimentales con simulaciones computacionales para analizar el comportamiento del material a varias temperaturas.
El equipo liderado por la profesora Valentina Martelli, del IFUSP, utilizó su experiencia en transporte térmico para investigar el material desde una nueva perspectiva, en el contexto del doctorado de Alexandre Henriques, también del IFUSP.
Además de utilizar equipos desarrollados en el propio grupo, los investigadores realizaron mediciones en el LNNANO (CNPEM, Campinas).
La modelización computacional fue conducida por el profesor Walber Brito, de la UFMG, con el uso intensivo del Santos Dumont. Técnicas computacionales de última generación fueron aplicadas para calcular la conductividad térmica con alta precisión.
Potencial para nuevas aplicaciones tecnológicas
El bismutato de bario se muestra prometedor para el desarrollo de aislantes térmicos eficientes y dispositivos termoeléctricos. Estas tecnologías pueden ser útiles en electrónica avanzada y generación de energía.
Colaboración internacional y apoyo financiero
El estudio experimental, coordinado por Valentina Martelli, contó con la participación de investigadores del ISIS Neutron and Muon Source, en el Reino Unido, y del Instituto Max Planck, en Alemania. El proyecto recibió financiamiento de la FAPESP, CNPq y del Instituto Serrapilheira.
Con información de GOV.com.
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