یک مطالعه‌ی پیشگامانه که به تازگی در مجله‌ی Nature Physics منتشر شده است، راز شگفت‌انگیزی را در مورد یخ آشکار کرده است: یخ معمولی هنگام خم شدن، توانایی تولید بار الکتریکی را دارد.
این کشف نه تنها مکانیسم تشکیل رعد و برق را روشن می‌کند، بلکه پتانسیل توسعه فناوری‌های جدید مبتنی بر یخ را در سخت‌ترین محیط‌ها نیز فراهم می‌کند.
دانشمندان موسسه علوم و فناوری نانو کاتالان (ICN2)، دانشگاه شیان جیائوتونگ و دانشگاه استونی بروک نشان داده‌اند که این نوار دارای خواص فلکسوالکتریک است.
این بدان معناست که یخ می‌تواند تحت فشار مکانیکی ناهموار، مانند خم شدن یا پیچ خوردن، بار الکتریکی تولید کند. این ویژگی که قبلاً نادیده گرفته شده بود، می‌تواند کلید درک چگونگی شکل‌گیری رعد و برق باشد و الهام‌بخش کاربردهای فناوری پیشگامانه باشد.
در حالی که پیزوالکتریسیته برای تولید بار الکتریکی هنگام فشرده شدن یکنواخت به ماده‌ای با ساختار کریستالی ویژه نیاز دارد (مانند کوارتز)، نوار چسب معمولی (نوار Ih) این خاصیت را ندارد.
با این حال، اثر فلکسوالکتریک بر اساس اصل متفاوتی عمل می‌کند. وقتی یک ماده خم می‌شود، تنش دیگر یکنواخت نیست؛ یک طرف در فشار و طرف دیگر در کشش است.
این گرادیان تنش غیریکنواخت می‌تواند از طریق پدیده فلکسوالکتریک، ماده را قطبی کند. نکته مهم این است که این اثر نیازی به آرایش اتمی منظم ندارد و می‌تواند در هر ماده‌ای، از جمله یخ، رخ دهد.
برای آزمایش آن، تیم «خازن‌های یخی» ساختند - صفحات نازکی از یخ خالص که بین الکترودهای فلزی قرار گرفته و با استفاده از یک دستگاه مکانیکی خم شده‌اند.
نتایج نشان داد که بار الکتریکی قابل اندازه‌گیری در تمام دماهای آزمایش‌شده، از ۱۳۰- درجه سانتی‌گراد تا نقطه ذوب یخ، ظاهر می‌شود. این کشف توضیحی احتمالی برای یکی از بزرگترین اسرار آب و هوا ارائه می‌دهد: تشکیل رعد و برق در ابرها.
دانشمندان مدت‌هاست می‌دانند که بارهای الکتریکی موجود در ابرها از برخورد بین کریستال‌های یخ و دانه‌های نرم تگرگ (گراوپل) ناشی می‌شوند. وقتی این ذرات با هم برخورد می‌کنند، خم می‌شوند و تغییر شکل می‌دهند.
گرادیان تنش حاصل می‌تواند قطبش فلکسوالکتریک را تحریک کند، یک میدان الکتریکی ایجاد کند و بارها را به محل برخورد جذب کند. با جدا شدن ذرات، یکی الکترون‌های بیشتری و دیگری الکترون‌های کمتری را در خود نگه می‌دارد که منجر به جداسازی بار و ایجاد میدان الکتریکی عظیم مورد نیاز برای رعد و برق می‌شود.
این یافته‌ها علاوه بر روشن کردن پدیده‌های طبیعی، امکانات باورنکردنی را در حوزه فناوری ایجاد می‌کنند. قدرت اثر فلکسوالکتریک این نوار با دی‌اکسید تیتانیوم و تیتانات استرانسیم - دو ماده سرامیکی که به طور گسترده در خازن‌ها و حسگرها استفاده می‌شوند - برابری می‌کند.
این امر امکان استفاده از خود یخ را به عنوان یک جزء فعال در دستگاه‌های الکترونیکی موقت و کم‌هزینه که برای کار در محیط‌های سخت مانند مناطق قطبی یا مرتفع طراحی شده‌اند، فراهم می‌کند.
پروفسور گوستاو کاتالان، رئیس گروه نانوفیزیک اکسید در ICN2 و عضو ICREA، گفت: «این کشف می‌تواند راه را برای توسعه دستگاه‌های الکترونیکی جدید با استفاده از یخ به عنوان ماده فعال هموار کند، که می‌توانند مستقیماً در محیط‌های سرد ساخته شوند.»
آیا حسگرهای تعبیه‌شده در یخچال‌های طبیعی یا سطوح جمع‌آوری انرژی روی ماهواره‌های یخ‌زده می‌توانند به واقعیت تبدیل شوند؟ این یک سوال امیدوارکننده برای آینده است.
منبع: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/khi-bang-bi-uon-cong-co-the-tao-ra-nang-luong-dien-dang-kinh-ngac-20250915023834600.htm
![[عکس] نخست وزیر فام مین چین، ریاست دومین جلسه کمیته راهبری توسعه اقتصاد خصوصی را بر عهده دارد.](https://vphoto.vietnam.vn/thumb/1200x675/vietnam/resource/IMAGE/2025/11/01/1762006716873_dsc-9145-jpg.webp)
نظر (0)