راز پنهان در نوشیدنی یخ‌دار؛ تولید برق با خم کردن یخ!

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از اینترستینگ انجینرینگ، این قابلیت غیر معمول که فِلِکسوالکتریسیته نامیده می شود به معنای آن است که حتی چیزی ساده مانند یخ در نوشیدنی قابلیت های الکترومکانیکی مخفی دارد.

در این تحقیق انستیتوICN۲ در پردیس UAB، دانشگاه شیان جیائوتونگ و دانشگاه استونی بروک همکاری کردند. این کشف نشان می دهد رفتار الکتریکی یخ نیز همراه دما تغییر می کند. این یافته می تواند شیوه درک محققان از یکی از شناخته شده ترین مواد روی زمین را متحول کند.

شین ون، نویسنده‌ی اصلی و فیزیک‌دان نانویی در مرکز ICN۲ در اسپانیا در این باره می گوید: تحقیق مذکور نحوه‌ی نگاه ما به یخ را تغییر می‌دهد: از یک ماده‌ی منفعل به ماده‌ای فعال که می‌تواند در هر دو حوزه‌ی مبانی علمی و کاربردها نقش داشته باشد.

سال های متمادی است محققان درباره‌ این سوال فکر می‌کنند که چرا یخ خاصیت پیزوالکتریک ندارد. پیزوالکتریسیته به تولید بار الکتریکی گفته می‌شود که هنگام تغییر تنش، قطبیت یک ماده تغییر می‌کند. مولکول‌های آب قطبی هستند، اما وقتی آنها یک بلور یخ تشکیل می‌دهند، دوپل‌ها یا دو قطب شان یکدیگر را خنثی می‌کنند. این بدان معناست که یخ به این روش نمی تواند برق تولید کند.

با این حال، یخ در طبیعت برق تولید می‌کند. برای مثال، صاعقه در طوفان‌ها اغلب نتیجه برخورد بین ذرات یخ باردار است. این موضوع دانشمندان را گیج کرده بود، زیرا انتظار نمی‌رفت یخ چنین رفتاری داشته باشد.

در این پژوهش آمده است: با وجود علاقه‌ی مداوم و حجم زیاد دانش درباره‌ی یخ، فازهای جدید و خواص غیرعادی همچنان کشف می‌شوند. محققان در این باره نوشته اند این خلأ در درک ما نشان می‌دهد شناخت مان از این ماده‌ی فراگیر کامل نیست.

محققان نوع دیگری از برق یعنی فلکسو الکتریسیته را آزمایش کردند. این نوع الکتریسیته برخلاف پیزوالکتریسته در مواد با هر تقارنی ممکن است رخ دهد. این ویژگی باعث شد فلکسوالکتریسیته به گزینه‌ای قوی برای توضیح رفتار غیرمعمول یخ تبدیل شود.

پژوهشگران در آزمایش خود یک تکه یخ را بین دو الکترود قرار دادند.آنها به دقت وضعیت را کنترل کردند تا تضمین شود هرگونه بار الکتریکی تولید شده پیزوالکتریسیته نیست. هنگامیکه محققان تکه یخ مذکور را خم کردند، در هر دمایی که آزمایش شد ، برق تولید کرد.

طی تحقیقات، پتانسیل الکتریکی تولید شده توسط خم کردن یک تکه یخ اندازه‌گیری شد. به طور مشخص، این قطعه بین دو صفحه فلزی قرار گرفت و به دستگاه اندازه‌گیری متصل شد و نتایج با آنچه قبلاً در برخورد ذرات یخ در طوفان‌های رعد و برق مشاهده شده بود، مطابقت داشت.

تیم تحقیقاتی همچنین به کشف شگفت‌انگیزی دست یافتند و متوجه شدند در دماهای بسیار پایین و کمتر از منفی ۱۷۱.۴ درجه فارنهایت (منفی ۱۱۳ درجه سانتی‌گراد)، یک لایه نازک فروالکتریک روی سطح یخ ظاهر شد.

این یعنی سطح یخ می‌تواند دارای قطبش الکتریکی طبیعی شود که با اعمال میدان الکتریکی خارجی قابل معکوس شدن است.