Uluslararası bir araştırma grubu düzensiz bir biçimde bükülen buz kütlelerinin elektrik ürettiğini keşfetti. Dr. Xin Wen ve arkadaşları tarafından yapılan araştırmanın sonuçları Nature Physics’te yayımlandı.
Buz, yeryüzünde en bol bulunan maddelerden biri olsa da yapısının ve özelliklerinin tam olarak anlaşılabildiği söylenemez. Çin’deki Xi’an Jiatong Üniversitesinden ve ABD’deki Stony Brook Üniversitesinden bir grup araştırmacı buzun daha önceleri bilinmeyen bir özelliğini keşfetti. Buz kütlelerinin metal levhalar arasında sıkıştırıldığı düzeneklerle yapılan deneysel çalışmalar, buzun fleksoelektrik bir malzeme olduğunu gösterdi. Başka bir deyişle düzensiz bir biçimde bükülen buz kütleleri elektrik üretiyor.
Yapılan keşif sadece teknolojik uygulamalar için potansiyel taşımakla kalmıyor, şimşeklerin oluşumu gibi doğal süreçlere de açıklama getiriyor. Şimşeklerin bulutlardaki buz parçacıkları arasındaki çarpışmalar sonucunda biriken elektrik potansiyelinin serbest kalmasıyla ortaya çıktığı bilinir. Ancak yakın zamanlara kadar bu potansiyel birikmesinin nasıl gerçekleştiği tam olarak anlaşılamamıştı. Buz piezoelektrik özellik göstermez. Başka bir deyişle basitçe sıkıştırıldığında elektrik üretmez. Buzun fleksoelektrik özellik gösterdiğinin keşfedilmesi ise şimşeklerin ortaya çıkmasına yol açan elektrik potansiyeli birikmesinin nasıl gerçekleştiğine bir açıklama getiriyor.
Araştırmacılar ayrıca buzun elektrik üretmesinin ikinci bir yolu olduğunu daha keşfetti. Deneyler, sıcaklığı -113 ºC’nin altına düştüğünde buzun yüzeyinde ferroelektrik bir katman ortaya çıktığını gösteriyor. Bu durum buz yüzeyinin elektriksel olarak polarize olabildiği anlamına geliyor. Belirli koşullar altında ferroelektrik özellik göstermesi buzu, ileri teknoloji ürünü sensörlerde ve kapasitörlerde kullanılan titanyum dioksit gibi malzemelerin seviyesine taşıyor.
Bu keşif, gelecekte soğuk koşullarda üretilen ve çalışan, buzun aktif madde olarak kullanıldığı yeni elektronik cihazların geliştirilmesine imkân sağlayabilir. Detaylı bilgiye Nature Physics’te yayımlanan makaleden ulaşabilirsiniz.
Kaynaklar:
