Pesquisadores desenvolveram um material capaz de alterar o equilíbrio entre absorção e emissão de calor – algo que parecia impossível.
Um artigo publicado na revista Physical Review Letters descreve como o metamaterial emite mais luz infravermelha do que retém, desafiando a chamada Lei de Kirchhoff, segundo a qual um objeto, sob certas condições, deve absorver e emitir energia térmica de forma igual.
Nos últimos anos, cientistas começaram a investigar formas de contornar esse princípio. Entender como controlar a absorção e emissão de calor é importante para áreas como energia solar e camuflagem térmica. Sendo possível manipular esses processos, novas tecnologias mais eficientes podem surgir.
Um experimento conduzido em 2023 usou o arsenieto de índio (InAs) e aplicou um campo magnético forte para tentar esse efeito. A equipe responsável conseguiu uma pequena quebra da reciprocidade, mas só em condições muito limitadas. A nova pesquisa, liderada por Zhenong Zhang, da Universidade Estadual da Pensilvânia, nos EUA, foi além.
A equipe criou um metamaterial com cinco camadas finíssimas (de apenas 440 nanômetros cada) de arsenieto de índio e gálio (InGaAs) dopado com elétrons. Essas camadas foram sobrepostas em um substrato de silício e estudadas com um equipamento especial que aqueceu o material a 540 Kelvin (cerca de 266°C) e aplicou um campo magnético de 5 tesla, cem mil vezes mais forte que o campo da Terra.
Em um resultado surpreendente, o material apresentou o dobro do efeito registrado antes, mantendo a emissão de calor não recíproca em vários ângulos e comprimentos de onda no infravermelho. Zhang afirmou que a equipe detectou uma “emissão não recíproca forte”, com valores muito acima dos já relatados na literatura científica.
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