Pesquisadores conseguiram quebrar as regras de transmissão de calor por radiação e descobriram que, ao usar membranas ultrafinas como dissipadores, a dissipação térmica ocorre com mais eficiência em suas bordas que nas bordas de membranas mais espessas.

Se falarmos de dissipação de calor no espaço, onde não existe convecção, tudo tem que ser irradiado. É por meio da radiação que o Sol consegue aquecer a Terra, por exemplo; ou seja, um fenômeno que ocorre à distância. Essa transferência de calor por radiação é muitas vezes referida como "radiação de corpo negro”.

No caso da transferência radiativa, o corpo radiante e o absorvente precisam estar longe um do outro em comparação com o comprimento de onda da luz que transfere o calor, e a fonte e o dissipador são também grandes em relação ao comprimento de onda. No fim das contas, a pesquisa demonstrou que, ao contrariar uma dessas duas condições, a transferência de calor poderia melhorar.

Os especialistas utilizaram um par de membranas de nitreto de silício, lado a lado, variando em espessuras de 270 nm a 11 micrômetros. Ambas tinham um fio minúsculo depositado nelas. Em uma membrana, o fio tinha uma corrente alternada aplicada para aquecê-lo periodicamente. Na outra, os pesquisadores mediram a resistência do fio, que é dependente da temperatura. Eles só procuraram um sinal na metade do período da corrente de aquecimento. Dessa forma, mesmo havendo desvios ambientais ou outras formas de ruído, só foram detectadas as mudanças de temperatura devido à membrana de teste.

Os pesquisadores mostram que a membrana mais fina transfere calor a cerca de 100 vezes a taxa prevista pela lei de radiação dos corpos negros. A membrana mais espessa, no entanto, só poderia transferir calor à taxa dada pela lei. Entretanto, as mais finas também apresentaram a menor taxa absoluta de transferência de calor. A lei de radiação do corpo negro escala com o tamanho do emissor e do dissipador. Portanto, em termos absolutos, as membranas espessas ainda ganham, apesar de não ser tanto quanto o esperado.

Embora a pesquisa não esteja finalizada, isso dá alguma esperança de que podemos melhorar a transferência de calor em escalas maiores, combinando muitos pequenos emissores. Também é importante lembrar que extrair calor de dispositivos bem pequenos ainda é um problema bastante significativo. Esse trabalho fornece outra possibilidade de melhorar as características térmicas nessa jornada, dos mais ínfimos aos mais imensos dissipadores de calor.