• Gheața obișnuită generează electricitate când este îndoită, prin efectul de flexoelectricitate
• La temperaturi de ~160 K (-113 °C), suprafața gheții devine ferroelectrică, cu polarizare spontană
• Experimentele au fost realizate la ICN2 Barcelona, cu parteneri din Xi’an și Stony Brook
• Flexoelectricitatea oferă o explicație plauzibilă pentru sarcinile care duc la formarea fulgerelor
• Aplicațiile practice sunt deocamdată speculative, dar potențialul pentru senzori polari low-cost e real

De câte ori te-ai gândit la gheață ca ceva plictisitor sau chiar deloc? Transparentă, rece și banală, folosită în pahare sau patinoare.

Ei bine, oamenii de știință tocmai au demonstrat că gheața are o superputere ascunsă: poate genera electricitate atunci când este îndoită.

Fenomenul poartă numele de flexoelectricitate și schimbă complet modul în care privim acest material.

Echipe din Barcelona, Xi’an și New York

Cercetarea a adunat la aceeași masă trei centre de top: Institutul Catalan de Nanostiință și Nanotehnologie (ICN2) din Barcelona, Xi’an Jiaotong University din China și Stony Brook University din Statele Unite.

Experimentele au fost coordonate la Barcelona de prof. Gustau Catalán, iar partea teoretică a fost dezvoltată în New York de doctorandul Anthony Mannino, sub îndrumarea prof. Marivi Fernández-Serra. Pe scurt, un proiect global pentru un material… universal.

Cum se îndoaie gheața ca să „aprindă becul”

Metoda a fost simplă în teorie și ingenioasă în practică. Cercetătorii au înghețat apă ultra-pură între două plăci metalice, apoi au îndoit blocul de gheață ca într-un test de rezistență mecanică. Surpriză: între electrozi a apărut o tensiune electrică.

Măsurătorile au arătat că la temperaturi obișnuite pentru gheață (aprox. -36 °C) coeficientul flexoelectric este de 1,14 ± 0,13 nC/m – valori comparabile cu materiale electroceramice scumpe.

La temperaturi mai joase, efectul se amplifică, iar în jur de -113 °C (160 K) suprafața gheții își schimbă chiar comportamentul, devenind ferroelectrică: se polarizează singură și își poate inversa polaritatea sub influența unui câmp electric.

Ce legătură are asta cu fulgerele?

Oricine știe că fulgerele se nasc în nori plini cu particule de gheață. Întrebarea este: cum se acumulează sarcina electrică? Teoriile clasice vorbeau despre ciocniri între cristale și graupel (grindină moale), dar mecanismul exact era un mister.

Studiul arată că atunci când bucăți de gheață se lovesc și se deformează neregulat, apare flexoelectricitatea. Modelările realizate de echipă arată că nivelul de sarcină generat este comparabil cu cel măsurat direct în experimentele cu nori artificiali. Cu alte cuvinte, flexoelectricitatea ar putea fi piesă lipsă din puzzle-ul fulgerelor.

Totuși, cercetătorii și instituții precum NOAA subliniază: fulgerele sunt rezultatul mai multor procese, nu al unuia singur. Flexoelectricitatea e un candidat solid, dar nu exclusiv.

De la furtuni la gadgeturi polare

Dincolo de spectaculozitatea naturală, descoperirea are și o latură practică. Dacă gheața se comportă ca un material electroceramic, atunci în medii reci, de la Arctica la Himalaya, s-ar putea imagina senzori sau transductoare fabricate direct din gheață.

Evident, suntem departe de a avea telefoane alimentate cu cuburi de gheață, dar ideea deschide o direcție nouă de cercetare tehnologică

Citește și

• Spitalul Județean Brașov are un robot de resuscitare. LUCAS 3 face compresii toracice automate
• Meta a lansat o nouă gamă de ochelari, bazată pe tehnologia A.I. și creată în parteneriat cu brandurile Ray-Ban și Oakley
• Artiștii pierd joburi și identitate. Clienții spun „A.I.-ul e îndeajuns de bun”