Buz büküldüğünde inanılmaz bir elektrik enerjisi üretebiliyor.

(Dan Tri) - Bu keşif, yalnızca yıldırımla ilgili en eski gizemlerden birinin çözülmesine yardımcı olmakla kalmıyor, aynı zamanda elektronik teknolojinin Dünya'nın en soğuk ortamlarında uygulanmasına yönelik potansiyelin de kapısını açıyor.

Nature Physics dergisinde yayımlanan çığır açıcı bir çalışma, buz hakkında şaşırtıcı bir sırrı ortaya çıkardı: Sıradan buz, büküldüğünde elektrik yükü üretebiliyor.

Bu keşif, sadece yıldırımın oluşum mekanizmasına ışık tutmakla kalmıyor, aynı zamanda en zorlu ortamlarda bile yeni buz tabanlı teknolojilerin geliştirilmesine olanak sağlıyor.

Katalan Nanobilim ve Teknoloji Enstitüsü (ICN2), Xi'an Jiaotong Üniversitesi ve Stony Brook Üniversitesi'nden bilim insanları , bandın fleksoelektrik özelliklere sahip olduğunu gösterdi.

Bu, buzun bükülme veya bükülme gibi düzensiz mekanik stresler altında elektrik yükü üretebileceği anlamına gelir. Daha önce göz ardı edilen bu özellik, yıldırımın nasıl oluştuğunu anlamada ve çığır açan teknolojik uygulamalara ilham vermede kilit rol oynayabilir.

Bilim insanları buzun elektrik üretebileceğini biliyor ancak kesin mekanizmadan emin değiller (Fotoğraf: Institut Català de Nanociència i Nanotechnologia).

Piezoelektrik, sıkıştırıldığında elektrik yükü üretebilen özel kristal yapıya sahip bir malzeme (örneğin kuvars) gerektirirken, geleneksel bant (Ih bant) bu özelliğe sahip değildir.

Ancak fleksoelektrik etki farklı bir prensiple çalışır. Bir malzeme büküldüğünde, gerilim artık tekdüze değildir; bir tarafı basınç altındayken, diğer tarafı gerilim altındadır.

Bu düzensiz gerilim gradyanı, fleksoelektrik bir fenomen aracılığıyla malzemeyi polarize edebilir. Daha da önemlisi, bu etki düzgün bir atom dizilimi gerektirmez ve buz da dahil olmak üzere herhangi bir malzemede meydana gelebilir.

Bunu test etmek için ekip, metal elektrotlar arasına sıkıştırılmış ve mekanik bir cihaz kullanılarak bükülmüş ince saf buz tabakaları olan "buz kapasitörleri" üretti.

Sonuçlar, -130°C'den buzun erime noktasına kadar test edilen tüm sıcaklıklarda ölçülebilir elektrik yükü ortaya çıktığını gösterdi. Bu keşif , hava olaylarının en büyük gizemlerinden biri olan bulutlarda şimşek oluşumuna olası bir açıklama getiriyor.

Bilim insanları, bulutlardaki elektrik yüklerinin buz kristalleri ile yumuşak dolu taneleri (graupel) arasındaki çarpışmalardan kaynaklandığını uzun zamandır biliyor. Bu parçacıklar çarpıştığında bükülüp deforme oluyorlar.

Ortaya çıkan gerilim gradyanı, fleksoelektrik polarizasyonu tetikleyerek bir elektrik alanı oluşturabilir ve çarpışma bölgesine yük çekebilir. Parçacıklar ayrıldıkça, biri daha fazla elektron tutarken diğeri daha az elektron tutar ve bu da yük ayrımına ve yıldırım için gereken muazzam elektrik alanının oluşmasına neden olur.

Bu bulgular, doğal olaylara ışık tutmanın yanı sıra, teknoloji alanında da inanılmaz olasılıklar sunuyor. Bandın fleksoelektrik etkisinin gücü, kapasitörlerde ve sensörlerde yaygın olarak kullanılan iki seramik malzeme olan titanyum dioksit ve stronsiyum titanat ile aynı seviyede.

Bu, kutuplar veya yüksek rakımlı bölgeler gibi zorlu ortamlarda çalışmak üzere tasarlanmış düşük maliyetli, geçici elektronik cihazlarda buzun kendisinin aktif bir bileşen olarak kullanılması olasılığını açıyor.

ICN2'deki Oksit Nanofizik grubunun başkanı ICREA Profesörü Gustau Catalán, "Bu keşif, aktif malzeme olarak buz kullanan ve doğrudan soğuk ortamlarda üretilebilen yeni elektronik cihazların geliştirilmesinin önünü açabilir" dedi.

Buzullara veya donmuş uydulardaki enerji toplayan yüzeylere yerleştirilen sensörler gerçeğe dönüşebilir mi? Bu, gelecek için umut vadeden bir soru.

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