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| Publicada na Nature Physics, essa descoberta pode ter grandes implicações tecnológicas, ao mesmo tempo em que lança luz sobre fenômenos naturais, como raios. Foto: Ilustração/UAB |
Um estudo internacional chocante, com a colaboração do ICN2 (Espanha), Xi'an Jiaotong University (China) e Stony Brook University (EUA), acaba de revelar uma propriedade fascinante do gelo: ele é um material flexoelétrico. Isso significa que o gelo pode gerar eletricidade quando é dobrado ou deformado mecanicamente, uma descoberta que pode redefinir nossa compreensão sobre fenômenos naturais e abrir caminho para novas tecnologias.
O estudo, publicado na renomada revista Nature Physics, representa um avanço significativo no campo da física. A flexoeletricidade, uma propriedade até então associada a materiais como cerâmicas avançadas (usadas em sensores e capacitores), agora se aplica ao gelo comum, uma das substâncias mais abundantes na Terra.
"Descobrimos que o gelo gera carga elétrica em resposta ao estresse mecânico em todas as temperaturas", explica o Dr. Xin Wen, um dos principais pesquisadores do estudo. "Além disso, identificamos uma fina camada 'ferroelétrica' na superfície em temperaturas abaixo de -113 °C. Isso significa que a superfície do gelo pode ter uma polarização elétrica natural que pode ser revertida com um campo elétrico externo, de forma semelhante aos polos de um ímã."
Essa dupla capacidade — ferroeletricidade a temperaturas muito baixas e flexoeletricidade em temperaturas mais altas (até 0 °C) — coloca o gelo em uma nova categoria de materiais com potencial tecnológico.
Uma das aplicações mais empolgantes desta descoberta é sua conexão com a natureza, especificamente com a formação de raios. Sabe-se que raios se formam em nuvens de tempestade, onde colisões entre partículas de gelo geram um potencial elétrico que, ao se acumular, é liberado como um raio. No entanto, o mecanismo exato de como essas partículas de gelo se carregam eletricamente sempre foi um mistério, já que o gelo não é um material piezoelétrico, ou seja, ele não gera carga simplesmente por ser comprimido.
O novo estudo sugere que a flexoeletricidade pode ser a peça que faltava para resolver esse enigma. O gelo não precisa ser apenas comprimido; quando ele se dobra ou se deforma de forma não homogênea, ele gera carga elétrica.
"Durante nossa pesquisa, o potencial elétrico gerado pela dobra de uma placa de gelo foi medido. Os resultados coincidem com os observados anteriormente em colisões de partículas de gelo em tempestades", explica o Prof. Gustau Catalán, líder do grupo de pesquisa.
Embora ainda seja cedo para falar em produtos específicos, a descoberta pode abrir caminho para o desenvolvimento de novos dispositivos eletrônicos que usam o gelo como material ativo, potencialmente fabricados diretamente em ambientes frios. Os pesquisadores já estão explorando novas linhas de investigação para aproveitar essas propriedades recém-descobertas do gelo em aplicações práticas.
Fonte: www.uab.cat