Los científicos están asombrados por el misterioso material que cayó a la Tierra, revelando el secreto de cómo se mueve el calor en el universo.

DNVN - Este material no es completamente cristalino ni completamente vidrio, sino que existe en forma híbrida, conduciendo el calor de una manera sin precedentes: manteniendo el mismo estado a medida que la temperatura aumenta o disminuye.

La importancia de la conducción térmica en la tecnología moderna

En la ciencia de los materiales, los cristales y los vidrios, que procesan el calor de forma opuesta, son la base de muchas tecnologías contemporáneas. Desde la miniaturización de la electrónica hasta el aumento de la eficiencia de la recuperación de calor residual en energía y la prolongación de la vida útil de los escudos térmicos aeroespaciales, todo depende de comprender cómo la disposición atómica afecta la transferencia de calor.

Según Michele Simoncelli, profesor asistente de Ingeniería de la Universidad de Columbia, el equipo de investigación abordó el problema desde la mecánica cuántica y aplicó inteligencia artificial para resolver con precisión las ecuaciones subyacentes.

Descubrimientos de meteoritos y Marte

En un artículo publicado el 11 de julio en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS), Simoncelli y sus colegas Nicola Marzari (EPFL Lausana) y Francesco Mauri (Universidad La Sapienza de Roma) predijeron la existencia de un material híbrido entre un cristal y un vidrio. Esta predicción fue confirmada posteriormente por un equipo de la Universidad de la Sorbona en Francia.

Un mayor desorden en la estructura atómica de un material afecta su conductividad térmica macroscópica, una propiedad importante para las tecnologías de gestión térmica. Los materiales estudiados incluyen tridimita de meteorito cristalino (izquierda), una fase de tridimita con orden de enlace cristalino y geometría de enlace amorfa (centro), y un vidrio de sílice completamente amorfo (derecha). El rojo representa el oxígeno (O), el azul el silicio (Si) y las configuraciones tetraédricas comunes de SiO₄ están resaltadas en azul. Crédito: Laboratorio Simoncelli.

Lo especial es que este material único se ha encontrado en meteoritos e incluso en Marte. Su inusual mecanismo de transferencia de calor promete abrir nuevas vías para el diseño de materiales que puedan soportar diferencias extremas de temperatura y proporcionar pistas importantes sobre la historia térmica de los planetas.

Sílice de meteorito y la rara constante térmica

Basándose en predicciones de 2019, el equipo determinó que una forma especial de dióxido de silicio llamada «tridimita», descrita por primera vez en la década de 1960, era el material híbrido. La muestra se extrajo de un meteorito que cayó en Steinbach, Alemania, en 1724 y se estudió con la autorización del Museo de Historia Natural de París.

Los resultados mostraron que la tridimita meteorítica posee una estructura atómica que se sitúa entre un cristal ordenado y un vidrio amorfo. Sorprendentemente, su conductividad térmica se mantiene constante entre 80 K y 380 K, una rareza en el mundo de los materiales.

Posibles aplicaciones en la industria del acero

Más allá de su valor científico, el descubrimiento también abre perspectivas prácticas. El equipo predice que la tridimita podría formarse durante décadas de envejecimiento térmico en ladrillos refractarios de hornos de fabricación de acero. Dado que 1 kg de acero producido emite 1,3 kg de CO₂, y que casi mil millones de toneladas de acero al año representan aproximadamente el 7 % de las emisiones de carbono en Estados Unidos, este nuevo material podría contribuir a un mejor control del calor, reduciendo así las emisiones en la industria siderúrgica.

IA, mecánica cuántica y el futuro del control del calor

Simoncelli afirmó que su equipo utilizó el aprendizaje automático para superar las limitaciones computacionales de los métodos tradicionales, simulando la transferencia de calor con precisión cuántica. Estos mecanismos no solo aclaran el misterio de la transferencia de calor en materiales híbridos, sino que también abren el camino a nuevas tecnologías como los dispositivos termoeléctricos portátiles, la computación neuromórfica y la espintrónica.

“Esto es solo el comienzo. Este material no solo desafía la teoría actual, sino que también abre las puertas al futuro del control térmico para muchas industrias”, enfatizó Simoncelli.

La Khe (según SciTechDaily)

Fuente: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/gioi-khoa-hoc-sung-sot-truoc-loai-vat-chat-ky-bi-roi-xuong-trai-dat-he-lo-bi-mat-ve-cach-nhet-di-chuyen-trong-vu-tru/20250816083300815