Un estudio innovador recién publicado en la revista Nature Physics ha revelado un secreto sorprendente sobre el hielo: cuando se dobla, el hielo ordinario tiene la capacidad de generar una carga eléctrica.
Este descubrimiento no sólo arroja luz sobre el mecanismo de formación de los rayos, sino que también abre el potencial para desarrollar nuevas tecnologías basadas en hielo en los entornos más extremos.
Científicos del Instituto Catalán de Nanociencia y Tecnología (ICN2), la Universidad Xi'an Jiaotong y la Universidad Stony Brook han demostrado que la cinta posee propiedades flexoeléctricas.
Esto significa que el hielo puede generar una carga eléctrica bajo tensión mecánica desigual, como la flexión o la torsión. Esta propiedad, hasta ahora ignorada, podría ser clave para comprender cómo se forman los rayos e inspirar aplicaciones tecnológicas innovadoras.
Si bien la piezoelectricidad requiere un material con una estructura cristalina especial para generar una carga eléctrica cuando se comprime uniformemente (como el cuarzo), la cinta convencional (cinta Ih) no tiene esta propiedad.
Sin embargo, el efecto flexoeléctrico funciona según un principio diferente. Cuando un material se dobla, la tensión deja de ser uniforme; un lado está en compresión y el otro en tensión.
Este gradiente de tensión no uniforme puede polarizar el material mediante un fenómeno flexoeléctrico. Cabe destacar que este efecto no requiere una disposición atómica precisa y puede ocurrir en cualquier material, incluido el hielo.
Para probarlo, el equipo fabricó “condensadores de hielo”: finas láminas de hielo puro intercaladas entre electrodos metálicos y dobladas mediante un dispositivo mecánico.
Los resultados mostraron que se observó una carga eléctrica medible a todas las temperaturas analizadas, desde -130 °C hasta el punto de fusión del hielo. Este descubrimiento ofrece una posible explicación a uno de los mayores misterios del clima: la formación de rayos en las nubes.
Los científicos saben desde hace tiempo que las cargas eléctricas en las nubes se originan por las colisiones entre cristales de hielo y granizo blando (granizo granizo). Cuando estas partículas colisionan, se doblan y deforman.
El gradiente de tensión resultante puede desencadenar la polarización flexoeléctrica, creando un campo eléctrico y atrayendo cargas al lugar de la colisión. Al separarse las partículas, una retiene más electrones y la otra menos, lo que provoca la separación de cargas y la creación del enorme campo eléctrico necesario para la formación de rayos.
Además de arrojar luz sobre fenómenos naturales, estos hallazgos abren increíbles posibilidades en el campo de la tecnología. La intensidad del efecto flexoeléctrico de la cinta es comparable a la del dióxido de titanio y el titanato de estroncio, dos materiales cerámicos ampliamente utilizados en condensadores y sensores.
Esto abre la posibilidad de utilizar el propio hielo como componente activo en dispositivos electrónicos temporales de bajo coste diseñados para funcionar en entornos hostiles como regiones polares o de gran altitud.
“Este descubrimiento podría abrir el camino al desarrollo de nuevos dispositivos electrónicos que utilicen hielo como material activo y que puedan fabricarse directamente en entornos fríos”, afirmó el profesor ICREA Gustau Catalán, jefe del grupo de Nanofísica de Óxidos del ICN2.
¿Podrían hacerse realidad los sensores integrados en glaciares o en superficies de captación de energía en satélites congelados? Esta es una pregunta prometedora para el futuro.
Fuente: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/khi-bang-bi-uon-cong-co-the-tao-ra-nang-luong-dien-dang-kinh-ngac-20250915023834600.htm
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