La deuxième loi de la thermodynamique est un grand succès auprès de la foule universitaire portant un béret en raison de son craquement existentiel implicite. La tendance d'un système fermé à devenir de plus en plus désordonné si aucune énergie n'est ajoutée ou supprimée est une tendance populaire, sinon déprimant, "les choses s'effondrent" sorte de loi qui semblerait confirmer l'expérience adolescente.

Maintenant, une équipe conjointe de scientifiques ukrainiens et américains a exigé plus de travail et moins de poésie de la deuxième loi de la thermodynamique, proposant une nouvelle méthode "pyroélectrique" pour alimenter de minuscules appareils en utilisant la chaleur perdue.

En utilisant de minuscules structures appelées nanofils ferroélectriques, ils peuvent générer rapidement un courant électrique en réponse à tout changement de la température ambiante, récolter l'énergie autrement gaspillée par les fluctuations thermiques. Leur rapport apparaît dans le Journal de physique appliquée .

Explique la chercheuse principale Anna Morozovska de l'Académie nationale des sciences d'Ukraine, "La deuxième loi de la thermodynamique régit la vie moderne :à travers toutes sortes d'industries, les humains produisent constamment une énorme quantité de chaleur résiduelle. Cependant, les lois de la thermodynamique n'excluent pas de sauver une partie de cette énergie en récupérant les fluctuations thermiques pour produire de l'électricité."

La pyroélectricité peut jouer un rôle clé dans l'électronique grand public, dit Morozovska, et récupérer cette chaleur sous forme d'énergie pyroélectrique peut amener une nouvelle ère de "petite énergie". Les nanogénérateurs pyroélectriques pourraient être extrêmement utiles pour alimenter des tâches spécifiques dans des applications biologiques, médecine et nanotechnologie, en particulier dans l'espace car ils fonctionnent bien à basse température.

Dans une enquête sur les propriétés pyroélectriques des nanofils ferroélectriques, l'équipe a analysé comment le coefficient pyroélectrique correspond au rayon du fil et à son couplage. Ils ont constaté que plus le rayon du fil est petit, plus le coefficient pyroélectrique diverge jusqu'à un rayon critique auquel la réponse passe au paraélectrique (au-dessus de la température de Curie). Ce soi-disant « effet de taille » pourrait être utilisé pour régler les températures de transition de phase dans les nanostructures ferroélectriques, permettant ainsi un système avec un grand, accordable, réponse pyroélectrique.

En théorie, l'utilisation de contacts redresseurs pourrait permettre au nanofil ferroélectrique polarisé de générer un géant, pyroélectrique, courant continu et tension en réponse aux fluctuations de température qui pourraient être récoltées et détectées à l'aide d'un détecteur bolométrique. Un tel dispositif nanométrique ne contiendrait aucune pièce mobile et pourrait convenir à un fonctionnement à long terme dans des applications ambiantes telles que les systèmes biologiques in vitro et l'espace extra-atmosphérique. Les chercheurs calculent que ces petits nanogénérateurs auraient un rendement très élevé à basse température, diminuant à des températures plus chaudes.