Lorsqu'on plie la glace, elle peut générer une énergie électrique incroyable.

(Dan Tri) - Cette découverte permet non seulement de décrypter l'un des plus anciens mystères concernant la foudre, mais ouvre également la possibilité d'appliquer la technologie électronique dans les environnements les plus froids de la Terre.

Une étude révolutionnaire, récemment publiée dans la revue Nature Physics, a révélé un secret surprenant concernant la glace : lorsqu’elle est pliée, la glace ordinaire a la capacité de générer une charge électrique.

Cette découverte éclaire non seulement le mécanisme de formation de la foudre, mais ouvre également la voie au développement de nouvelles technologies basées sur la glace dans les environnements les plus extrêmes.

Des scientifiques de l'Institut catalan de nanoscience et de technologie (ICN2), de l'université Jiaotong de Xi'an et de l'université Stony Brook ont ​​démontré que le ruban possède des propriétés flexoélectriques.

Cela signifie que la glace peut générer une charge électrique sous l'effet de contraintes mécaniques irrégulières, comme la flexion ou la torsion. Cette propriété, jusqu'ici négligée, pourrait être essentielle à la compréhension de la formation de la foudre et inspirer des applications technologiques révolutionnaires.

Les scientifiques savent que la glace peut générer de l'électricité, mais ils ne sont pas sûrs du mécanisme exact (Photo : Institut Català de Nanociència i Nanotechnologia).

Alors que la piézoélectricité nécessite un matériau doté d'une structure cristalline spéciale pour générer une charge électrique lorsqu'il est comprimé uniformément (comme le quartz), le ruban conventionnel (ruban Ih) ne possède pas cette propriété.

L'effet flexoélectrique, en revanche, fonctionne selon un principe différent. Lorsqu'un matériau est plié, la contrainte n'est plus uniforme ; un côté est en compression et l'autre en tension.

Ce gradient de contrainte non uniforme peut polariser le matériau par un phénomène flexoélectrique. Il est important de noter que cet effet ne nécessite pas un agencement atomique précis et peut se produire dans n'importe quel matériau, y compris la glace.

Pour le tester, l'équipe a fabriqué des « condensateurs de glace » – de fines feuilles de glace pure prises en sandwich entre des électrodes métalliques et pliées à l'aide d'un dispositif mécanique.

Les résultats ont montré la présence d'une charge électrique mesurable à toutes les températures testées, de -130 °C jusqu'au point de fusion de la glace. Cette découverte apporte un éclairage possible sur l'un des plus grands mystères de la météorologie : la formation de la foudre dans les nuages.

Les scientifiques savent depuis longtemps que les charges électriques présentes dans les nuages ​​proviennent des collisions entre les cristaux de glace et les grêlons (gravier). Lors de ces collisions, les particules se courbent et se déforment.

Le gradient de contrainte ainsi créé peut déclencher une polarisation flexoélectrique, générant un champ électrique et attirant les charges vers le point de collision. Lors de la séparation des particules, l'une retient davantage d'électrons que l'autre, ce qui entraîne une séparation de charges et la création du champ électrique intense nécessaire à la foudre.

Outre leur contribution à la compréhension de phénomènes naturels, ces découvertes ouvrent des perspectives incroyables dans le domaine technologique. L'efficacité de l'effet flexoélectrique de ce ruban est comparable à celle du dioxyde de titane et du titanate de strontium, deux matériaux céramiques largement utilisés dans les condensateurs et les capteurs.

Cela ouvre la possibilité d'utiliser la glace elle-même comme composant actif dans des dispositifs électroniques temporaires et peu coûteux, conçus pour fonctionner dans des environnements difficiles tels que les régions polaires ou de haute altitude.

« Cette découverte pourrait ouvrir la voie au développement de nouveaux dispositifs électroniques utilisant la glace comme matériau actif, qui peuvent être fabriqués directement dans des environnements froids », a déclaré le professeur ICREA Gustau Catalán, responsable du groupe de nanophysique des oxydes à ICN2.

Des capteurs intégrés aux glaciers ou des surfaces de récupération d'énergie sur des satellites gelés pourraient-ils devenir une réalité ? Voilà une question prometteuse pour l'avenir.

Source : https://dantri.com.vn/khoa-hoc/khi-bang-bi-uon-cong-co-the-tao-ra-nang-luong-dien-dang-kinh-ngac-20250915023834600.htm