El gel quan es deforma és capaç de generar electricitat i podria afavorir l’aparició dels llamps en les tempestes.
Aquesta és la conclusió d’un estudi internacional liderat per científics de l’Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2), publicat a la prestigiosa revista Nature Physics. La troballa obre noves perspectives tant per al desenvolupament tecnològic com per a la comprensió de fenòmens naturals tan fascinants com els llamps.
El gel, més enllà del que coneixem
L’aigua congelada és una de les substàncies més abundants del planeta, omnipresent en glaceres, cims de muntanya o casquets polars. L’equip de recerca de l’ICN2, juntament amb la Universitat Xi’an Jiaotong (Xina) i la Universitat Stony Brooks (Nova York), ha demostrat que el gel és un material flexoelèctric, és a dir, que pot generar electricitat quan es deforma de manera no homogènia.
“El que hem descobert és que el gel genera càrrega elèctrica en resposta a la pressió mecànica, sobretot a la seva superfície”, explica el Dr. Xin Wen, un dels investigadors principals. “Aquesta capa té propietats anomenades ferroelèctriques, que permeten polaritzar-se i fins i tot invertir la polarització amb un camp elèctric extern, de manera similar al que passa amb un imant”. Això situa el gel al mateix nivell que alguns materials electroceràmics utilitzats avui en sensors o components electrònics, com el diòxid de titani.
Els científics apunten que el gel podria utilitzar-se com a material actiu en electrònica
Una de les implicacions més sorprenents del descobriment és la seva possible relació amb la formació dels llamps. Fins ara se sabia que els llamps es generen quan les partícules de gel dels núvols xoquen i es carreguen elèctricament, acumulant potencial que s’allibera després en forma de descàrrega. Però faltava entendre per què aquestes partícules de gel s’electrifiquen.
Segons els investigadors, la flexoelectricitat podria ser la clau: el gel no és piezoelèctric (no es carrega simplement per ser pressionat), però sí que pot generar electricitat quan es deforma de manera irregular.“Vam col·locar un bloc de gel entre dues làmines metàl·liques i el vam sotmetre a pressió mecànica”, explica el professor ICREA Gustau Català, líder del grup de Nanofísica d’Òxids de l’ICN2. “El potencial elèctric que es va mesurar coincideix amb els valors observats en experiments previs amb partícules de gel en tempestes”. Això suggereix que la flexoelectricitat del gel podria ser una de les explicacions del camp elèctric que s’acumula als núvols i dona lloc als llamps.
De la natura a la tecnologia
L’estudi no només ajuda a resoldre un misteri atmosfèric de segles, sinó que també obre portes a noves aplicacions tecnològiques. Encara que és aviat per parlar de dispositius concrets, els científics apunten que el gel podria utilitzar-se com a material actiu en electrònica. En entorns freds, seria fins i tot possible fabricar aparells que aprofitessin les seves propietats flexoelèctriques de manera directa.“La nostra feina demostra que el gel pot ser molt més que un material passiu de la natura: té potencial per esdevenir una eina tecnològica”, conclou Català.
En paraules dels investigadors, és només el principi: un petit trencaclosques resolt que podria ajudar a entendre millor les tempestes i, alhora, inspirar noves maneres de produir energia i desenvolupar sensors o dispositius electrònics innovadors.
Dra. Núria Coll Bonfill, divulgadora científica i directora de 7Ciències
Deixa un comentari