En un trabajo teórico experimental conjunto, un equipo de investigadores, incluidos teóricos de la Universidad de California en San Diego, ha demostrado por primera vez que la transferencia de calor en forma de radiación infrarroja puede afectar las reacciones químicas con más fuerza que los métodos tradicionales de convección y conducción.
Utilizando una cavidad óptica para confinar ondas de luz infrarroja, los investigadores se centraron en la deshidratación térmica de un cristal inorgánico, el sulfato de cobre pentahidratado. Descubrieron que el acoplamiento vibratorio de la materia ligera (que da como resultado estados llamados polaritones) reducía la temperatura requerida para la deshidratación en 14 grados Celsius. Esto se atribuyó al transporte de energía radiativa, en el que la energía térmica se irradia hacia afuera a medida que los fotones de una región caliente son absorbidos por una región más fría (el cristal), un mecanismo de conducción de calor que hasta ahora se había ignorado.
Este trabajo establece un mecanismo para modificar procesos termoquímicos utilizando cavidades ópticas, lo que tiene implicaciones para el desarrollo de sistemas catalíticos que aprovechen estas interacciones para ciertas reacciones químicas y procesos optoelectrónicos.
Este estudio fue publicado el 16 de enero de 2025. Química de la naturaleza. El equipo de investigación incluye a Sandhana Paneer-Sivajothi, Yong Rui Poh y Joel Yuen-Zhu (todos de UC San Diego); Zachary Brawley (Texas A&M); y Matthew Sheldon y Jo Yoon Yim (ambos de UC Irvine).
Su investigación fue financiada por la Fundación Nacional de Ciencias (CHE-2108288), la Fundación Welch (A-1886), la Fundación WM Keck y el Fondo de Investigación del Petróleo de la Sociedad Química Estadounidense (ACS PRF 60968-ND6).
