NeoFronteras

Modelo del refrigerador browniano propuesto (C. Van den Broeck y R. Kawai).

Un par físicos teóricos proponen un dispositivo refrigerador de tamaño molecular. Este sistema refrigerador estaría basado en el movimiento browniano.
El movimiento browniano se descubrió hace ya mucho tiempo cuando Robert Brown en 1827 al observar unos granos de polen al microscopio vio como seguían trayectorias aleatorias. Este movimiento es atribuido al impacto molecular aleatorio sobre partículas en suspensión. Cuanto más rápido se mueven las moléculas más alta es la temperatura del conjunto.
Ahora Chris Van den Broeck y Ryoichi Kawai proponen un sistema refrigerador basado en este efecto. El concepto es contraintuitivo porque las fluctuaciones normalmente dificultan el proceso de refrigeración, pero al parecer y según los autores cuando el dispositivo es de tamaño molecular el efecto de refrigeración es posible, y podría ser utilizado en el futuro en nanotecnología para enfriar otros dispositivos.
Estos dos investigadores recientemente propusieron un motor microscópico consistente en un sola molécula asimétrica. Cuando se sitúa el dispositivo entre dos recipientes a distinta temperatura el motor automáticamente se mueve en una dirección determinada, rectificando las fluctuaciones térmicas y de este modo se transfiere calor del recipiente a temperatura alta al de temperatura baja.
En el nuevo trabajo proponen que se podría utilizar una fuerza externa para hacer que el motor vaya en dirección opuesta y que así el calor pase del foco frío al cálido, que es lo que hacen los refrigeradores normales o los aparatos de aire acondicionado.
La idea recuerda en cierta medida al diablillo de Maxwell aunque en este caso no se viola la termodinámica.
Los investigadores crearon el modelo teórico usando un bastón asimétrico con una pala como la de los remos de una barca en un extremo y con una cuña en el otro.
Si las moléculas alrededor de la cuña tienen más energía cinética que aquellas alrededor de las palas entonces el calor va de foco cálido al frío. Si una fuerza es aplicada entonces el motor funciona al revés moviendo el calor en sentido opuesto.
Este sistema se podría utilizar en dispositivos microelectrónicos para así refrigerarlos al mover el calor desde el interior a la periferia desde donde sería evacuado. Incluso se podría usar en futuros sistemas nanotecnológicos. La ventaja es que este sistema se aprovecha del movimiento browniano en lugar de luchar contra él.
De todos modos admiten que haría falta un desarrollo espectacular en nanotecnología a la hora de realizar el dispositivo.

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