13 de fevereiro de 2026
Pesquisadores da Escola de Engenharia da EPFL, na Suíça, demonstraram teoricamente que o calor pode dirigir-se de regiões mais frias para áreas mais quentes em materiais extremamente ordenados, sem violar a segunda lei da termodinâmica. A equipe, liderada por Nicola Marzari, usou simulações e um modelo analítico para explicar e maximizar esse comportamento em uma faixa bidimensional de grafite cristalino.
Como o fenômeno ocorre
Em sólidos comuns, o calor se propaga por meio de fônons — quase-partículas que representam vibrações atômicas. Normalmente, as colisões entre fônons dispersam a energia de forma difusa. Em cristais muito puros, porém, essas colisões podem gerar um fluxo direcional semelhante a um fluido, chamado hidrodinâmica de fônons.
Segundo o primeiro autor Enrico Di Lucente, atualmente pós-doutorando na Universidade Columbia, o novo quadro analítico mostra que o perfil de temperatura em regime hidrodinâmico divide-se em dois componentes: vorticidade (giro do fluxo) e compressibilidade (capacidade de ser comprimido). O calor retorna mais fortemente às zonas quentes quando a compressibilidade é mínima, isto é, quando o fluxo se comporta como incompressível e não pode ser “espremido” ao encontrar resistência.
Resultados das simulações
As simulações revelaram vórtices de calor em um canal de grafite, produzindo uma diferença de temperatura negativa e resistência térmica global também negativa — sinal de que parte da energia percorre o caminho inverso ao convencional. A pesquisa foi publicada na revista Physical Review Letters sob o título “Vortices and Backflow in Hydrodynamic Heat Transport”.
Imagem: Internet
Aplicações potenciais
O entendimento obtido pode orientar o desenvolvimento de eletrônicos capazes de redirecionar calor internamente e reduzir perdas energéticas. Entre os exemplos sugeridos estão dispositivos móveis com componentes hidrodinâmicos que afastem a energia térmica da bateria, evitando superaquecimento. Os autores destacam ainda possíveis impactos em setores como armazenamento de energia, data centers, computação em nuvem e indústria.
Marzari observa que a formulação criada pode ser aplicada a outros portadores microscópicos, como elétrons, e que as simulações de primeiros princípios oferecem previsões rápidas e econômicas para orientar experimentos.
Com informações de Nanowerk
