Pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP) e da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) identificaram um material cristalino com capacidade de conduzir calor tão baixa quanto a observada em vidros. O composto, denominado bismutato de bário (BaBiO3), foi analisado em laboratório e apresentou valores de condutividade térmica incomuns para sólidos ordenados, resultado que pode impulsionar o desenvolvimento de novos dispositivos eletrónicos e soluções de isolamento térmico.
Estrutura cristalina com desempenho térmico de material amorfo
Em cristais, os átomos dispõem-se em padrões regulares, formando uma rede bem definida. Essa organização favorece a propagação do calor por meio de vibrações na rede — os fónons — e, em certos casos, pelo movimento de elétrons. Já nos vidros, caracterizados por estrutura amorfa, a desordem interna dificulta a circulação de fónons e reduz drasticamente a condução térmica.
O BaBiO3 contradiz essa lógica ao unir ordenação cristalina e baixa condutividade. Medições efectuadas pela equipa brasileira indicam que o material transporta calor em níveis comparáveis aos do vidro, apesar da sua rede atómica regular. O comportamento sugere mecanismos internos ainda a esclarecer, envolvendo possivelmente dispersão intensa de fónons ou oscilações locais que impedem o fluxo térmico.
Potencial para heteroestruturas e microeletrónica
Materiais com condutividade térmica reduzida são procurados em áreas que exigem controlo rigoroso da dissipação de calor. O BaBiO3, por se apresentar em fase cristalina, facilita a integração com outras camadas sólidas, permitindo a criação de heteroestruturas — empilhamentos de materiais distintos que oferecem propriedades combinadas superiores às de cada componente isolado. Esse conceito é central em microeletrónica, optoelectrónica e sensores avançados.
Segundo os investigadores, combinar o bismutato de bário com semicondutores convencionais pode gerar interfaces capazes de bloquear calor sem prejudicar o desempenho elétrico. Esse resultado é valioso para chips de alta densidade, onde o aquecimento excessivo limita a miniaturização de circuitos. A quase totalidade dos avanços recentes em electrónica de estado sólido depende justamente desse tipo de engenharia de camadas finas.
Aplicações em isolamento térmico e termoelectricidade
A condutividade térmica ultra-baixa posiciona o BaBiO3 como candidato a isolante em componentes que operam a temperaturas elevadas ou requerem proteção contra variações térmicas bruscas. Equipamentos aeronáuticos, sistemas de armazenamento de energia e dispositivos médicos podem beneficiar-se de revestimentos baseados nesse cristal.
Além disso, materiais capazes de inibir o fluxo de calor mas manter certa condutividade elétrica são úteis em termogeradores e refrigeradores de estado sólido. Ao limitar as perdas térmicas enquanto conduz carga elétrica, o BaBiO3 pode, após dopagem adequada, elevar a eficiência de conversão energética em dispositivos termoelétricos.
Imagem: Tecnologia & Inovação
Contribuição à pesquisa em óxidos funcionais
Óxidos cristalinos exibem, por vezes, propriedades magnéticas, elétricas ou ópticas não triviais. O bismutato de bário já vinha sendo estudado em supercondutividade e fotocatálise; agora, a descoberta de seu comportamento térmico singular amplia ainda mais seu portfólio de funcionalidades. A identificação de um sólido ordenado com características típicas de vidros alimenta a busca por compostos que combinem estrutura controlável e desempenho adaptável.
Os autores salientam que investigar a origem microscópica da baixa condução térmica ajudará a estabelecer critérios para seleccionar novos óxidos com propriedades ajustáveis. A pesquisa também reforça a importância de examinar materiais aparentemente bem conhecidos sob diferentes perspetivas, pois variações na síntese ou no tratamento podem revelar fenómenos não previstos.
Próximos passos e desafios
Para chegar ao mercado, o BaBiO3 precisa superar etapas de escalonamento de produção, caracterização sob condições de operação reais e teste de compatibilidade com processos industriais. A comunidade científica deverá, ainda, modelar com precisão a interação entre fónons e defeitos estruturais no cristal, fator decisivo para explorar todo o seu potencial.
Caso consiga manter o desempenho térmico em camadas finas e em dispositivos complexos, o material pode tornar-se referência em projetos que exigem controle térmico rigoroso. O resultado obtido pelas universidades brasileiras, datado de 13 de janeiro de 2026, demonstra que a investigação em materiais avançados continua a oferecer oportunidades de inovação em vários setores tecnológicos.
