Seguro que alguna vez te has encontrado con una figura pegajosa y elástica que tiras contra una pared y se desliza lentamente hasta el suelo. Existe la idea errónea de que los dedos de las salamanquesas son igual de pegajosos.
Sin embargo, si los dedos de los gecos funcionaran con esa misma adherencia, sería demasiado difícil para un geco caminar o incluso correr; los depredadores disfrutarían enormemente de esa falta de evolución. Si observamos de cerca el pie de una salamanquesa, veremos que los dedos son blandos y suaves. Los dedos sólo se "pegan" a una superficie cuando las microfibras -llamadas setae- se enganchan, deslizando los dedos paralelos a la superficie.
El Heat-Spring® de Indium Corporation toma prestado de la naturaleza: la maleabilidad del indio minimiza la resistencia superficial y aumenta el flujo de calor. Los picos del patrón Heat-Spring actúan como las setas de los dedos de geco, permitiendo que el Heat-Spring se adhiera a una superficie; en lugar de un muelle elástico, la adhesión permite que el material permanezca en contacto durante el ciclo.
Las setas están formadas por la proteína beta queratina. A nivel nanoscópico, las fuerzas intermoleculares de las setae resultan en una fuerza adhesiva de 1 a 1000 nanoNewtons; una fuerte adhesión - que permite a un gecko correr verticalmente a unos tres pies por segundo - pero palidece en comparación con el rango de presión capaz de Heat-Spring de 35 psi a 100+ psi.
Los científicos de Indium Corporation estaban muy por delante de la curva evolutiva: cuando Bob Jarrett y Jordan Ross diseñaron Heat-Spring hace años, lo hicieron para satisfacer la necesidad de un cliente de desarrollar un material de interfaz térmica (TIM) de alto rendimiento. Los TIM de polímero convencionales de la época presentaban problemas inherentes debido a la baja conductividad de los polímeros. En menos de un añose originó Heat-Spring. A la inversa, los investigadores han determinado que la pegajosidad del dedo del geco tardó millones de años desarrollar, como demuestra un geco atrapado en ámbar del Cretácico.
El resorte térmico de indio fue sometido a muchas iteraciones a lo largo de sus primeras fases de diseño -o quizá deberíamos llamarlo "evolución"-, ya que nuestros inventores intentaron comprender cómo podían reducir la resistencia de contacto cambiando la forma de la superficie del indio. Hay que tener en cuenta que al añadir un patrón también se reducía el área de contacto. Esto parecía contrario a los principios de la transferencia térmica. Sin embargo, dado que la resistencia térmica se compone de tres principios básicos -conductividad aparente, resistencia de contacto y grosor de la línea de unión-, una parte de la ecuación podría afectar a la resistencia total más que otra. Como el indio es blando y tiene una gran conductividad, los inventores podían jugar con distintas superficies.
¿Cómo resuelve esta película de indio las deficiencias de los TIM de polímero convencionales (baja conductividad y desajuste térmico entre el polímero y los rellenos conductores)? Según Jarrett: "El indio... es muy conductor y se adapta muy bien a las superficies de interfaz. Como es un metal, conduce el calor (y la electricidad) con sus electrones, por lo que el desajuste térmico no es un problema. Los polímeros, los semiconductores y el relleno cerámico de los TIM de polímero se basan en las vibraciones de la red para conducir el calor. Si las frecuencias de vibración no coinciden, la transferencia de calor se interrumpe en cada interfaz del TIM. El uso de un metal conductor (como el indio) evita por completo este problema".
En el mundo actual, Internet está cada vez más entrelazado con las cosas que más utilizamos: televisores inteligentes, relojes, frigoríficos, termostatos, etc. Estos dispositivos están conectados a grandes centros de datos, que consumen una enorme cantidad de energía. Para funcionar más rápido, con mayor eficiencia energética y de forma más sostenible, la refrigeración por inmersión es una técnica clave utilizada para la gestión térmica en estos aparatos informáticos. Los componentes se "sumergen″ en un líquido o refrigerante conductor térmico pero dieléctrico, y el calor se disipa haciendo circular el refrigerante. Heat-Spring es perfectamente adecuado para esta aplicación por su compresibilidad y su patrón de alto perfil.
En otro guiño a la naturaleza, Heat-Spring está fabricado con indio puro, un elemento sostenible para el que Indium Corporation ofrece un programa de recuperación y reciclaje. No obstante, en función de la aplicación, Heat-Spring también está disponible en diversas aleaciones, como InSn, InAg y Sn+.
Con sincero agradecimiento a la evolución genética que ha dado lugar a las salamanquesas de patas pegajosas, los investigadores de Indium Corporation miran a menudo al mundo natural en busca de inspiración y creatividad para el desarrollo de la próxima generación de la ciencia de materiales.
Autor: Christian Vischi, especialista en marketing.
