Materiales que manipulan el flujo del calor (II/II)

(Este artículo es continuación de Materiales que manipulan el flujo del calor (I/II). Te recomiendo que lo leas primero). 

La solución al problema estaba en usar un material con conductividad térmica anisótropa. Para hacerlo, apilaron de forma alternativa muchas capas finas de dos materiales ordinarios, uno un buen conductor térmico y el otro un buen aislante térmico. En dirección perpendicular a los planos de las capas, sus resistencias térmicas se suman en serie; y en dirección paralela a los planos, se suman en paralelo. Si se escogen bien los dos materiales, de forma que el producto de sus conductividades térmicas sea igual al cuadrado de la conductividad del material de fondo, las capas apiladas se combinan con el fondo y apenas producen distorsión en el gradiente de temperatura que las rodea.

Si se colocan las capas en círculos concéntricos, se crea un escudo térmico que aisla la región interior del cilindro de cualquier gradiente térmico. Si se ordenan de forma radial, el efecto es el contrario: se amplifica el efecto del gradiente térmico en el interior del cilindro, una tarea útil en muchas aplicaciones energéticas.

Dentro del cilindro, el calor fluye en sentido
contrario a lo que sucede fuera.

Pero cuando se disponen las capas en forma de espiral, se consigue un efecto inesperado: una inversión local de la dirección del flujo, de modo que el calor fluye de derecha a izquierda dentro del cilindro en respuesta a un flujo externo de izquierda a derecha. El calor fluye hacia la parte más fría (como siempre), sólo que las posiciones de la fuente de calor y el disipador se invierten dentro del cilindro.

Narayana y Sato están tratando de incorporar otras técnicas de ingeniería de materiales para diseñar sus materiales térmicos. Asimismo, investigan el potencial de materiales con conductividades térmicas que dependen considerablemente de la temperatura.
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Fuente:
http://www.physicstoday.org/resource/1/phtoad/v65/i7/p16_s1