Dans un nouvel article publié dans le Nanolettres journal, des scientifiques de l'Université de Valence signalent une nouvelle famille de matériaux avec des applications prometteuses dans le refroidissement à l'état solide.
Les scientifiques utilisent depuis longtemps des méthodes de refroidissement à l'état solide comme alternative aux techniques de réfrigération conventionnelles qui reposent sur des gaz polluants. Cependant, l'efficacité du refroidissement à l'état solide a généralement laissé beaucoup à désirer, jusqu'à quatre fois moins efficace que les méthodes conventionnelles. Jusqu'à maintenant, les effets mécano-caloriques recherchés n'ont été observés que dans les matériaux ferroélectriques et les alliages métalliques superélastiques, qui sont tous deux très rares et coûteux.
Mais la recherche de matériaux plus efficaces est peut-être terminée. Les physiciens Daniel Errandonea, de l'Institut des sciences des matériaux de l'UV (ICMUV), et Claudio Cazorla, de l'École des sciences et de l'ingénierie des matériaux, Université de Nouvelle-Galles du Sud (Australie), prédisent maintenant que les matériaux conducteurs d'ions tels que la fluorite (CaF2) pourraient présenter un effet mécano-calorique plus important que le groupe ferroélectrique. Dans cette lumière, les conducteurs ioniques émergent comme une nouvelle famille de matériaux avec des applications prometteuses dans le refroidissement à l'état solide. En outre, la fluorite est assez abondante dans la nature, avec des dépôts dans de nombreux pays, y compris l'Espagne.
L'étude établit la relation entre la tension mécanique externe et le transport ionique dans les conducteurs ioniques en utilisant la dynamique moléculaire (une méthode de simulation informatique pour étudier les mouvements physiques des atomes et des molécules) et des calculs de mécanique quantique.
Les travaux montrent que l'application d'une pression sur le matériau est un moyen efficace d'ajuster la température critique dans les composés superioniques (conducteurs d'ions rapides).
Ces résultats, Publié dans Nanolettres en avril 2016, ouvrir la voie à une conception rationnelle de technologies de refroidissement vertes qui ne soient pas seulement plus écologiques, mais plus efficace et rentable que les méthodes de refroidissement conventionnelles. Ils ont également des implications importantes pour le développement de batteries à l'état solide.
