Bilim adamları yıllarca buzun nasıl olduğunu anlamaya çalıştılar parçacıklar Fırtına bulutlarında elektrikle yüklenir yıldırım fırtınaları.
Şimdi yeni çalışmak içinde Doğa fiziği sıradan buzun üretebileceği raporları elektrik Büküldüğünde veya deforme olduğunda. Uluslararası bir ekip tarafından yürütüldü Universitat Autònoma de Barcelona– ICN2– Xi’an Jiaotong ÜniversitesiVe Stony Brook Üniversitesiçalışma bu fleksoelektrik etkinin buz Thunderclouds’ta elektrik yüklerinin nasıl birleştiğini açıklayabilir.
Buzun şok edici bir özelliği
Bu yeni araştırma bunu gösterdi buz spesifik gibi davranabilir mineraller Ve seramik. Tıpkı titanyum dioksitin stresli olduğunda elektriksel olarak yüklenebileceği gibi, kanıtlar şimdi buzun karşılaştırılabilir bir özelliğe sahip olduğunu göstermektedir.
Bu mülkü keşfetmek için araştırmacılar buz levhalarına kontrollü kuvvetler uyguladılar. Hassas aletlerle donatılmış metal plakalar arasında buzu bükerek, ölçülebilir bir tespit edebildiler elektrik şarj. Bu fleksoelektrik özellikler, donmak Son derece düşük sıcaklıklara işaret edin. Ekip ayrıca buzda en soğuk sıcaklıklarda ferroelektrik olarak bilinen bir polarizasyon gözlemledi.
ICN2’nin baş yazarı ve üyesi Dr. Xin Wen, “ICE’nin tüm sıcaklıklarda mekanik strese yanıt olarak elektrik yükü ürettiğini keşfettik” dedi. Oksit nanofizik grubu. “Buna ek olarak, yüzeyde –113 ° C’nin altındaki sıcaklıklarda ince bir ferroelektrik tabaka tanımladık. Bu, buz yüzeyinin bir mıknatısın kutuplarını çevirmesi gibi geri dönüşümlü bir polarizasyon geliştirebileceği anlamına geliyor.”
Deneyler, buzun iki farklı elektrik davranış türü sergilediğini göstermektedir: daha yüksek sıcaklıklarda fleksoelektrik ve ferroelektrik son derece düşük sıcaklıklarda. Bu keşif, gelişmiş elektrokeramik malzemeler şirketine buz yerleştirir. Ayrıca gelecekteki teknolojik uygulamaların olasılığını da ifade eder.
Lightning’in Gizli Mekanizması
Bulgular meteorologlar için de önemlidir. Elektrik potansiyeli olarak yıldırım bulutların içinde oluşur. Bu elektrik genellikle birbirleriyle çarpışan buz parçacıklarının bir sonucudur. Bununla birlikte, buz bir piezoelektrik malzeme değildir ve sadece sıkıştırılarak bir yük üretemez. Bu nedenle, bilim adamları bu parçacıkların fırtınalar sırasında tam olarak nasıl yüklendiğinden emin değiller.
Yeni bulgular olası bir cevap öneriyor. Buz taneleri düzensiz olarak deforme olduğunda, fleksoelektrik etki gerekli elektrik potansiyelini üretebilir. “Sonuçlar daha önce buz parçacık çarpışmalarında gözlemlenenlerle eşleşiyor fırtına”Dedi ICN2’de oksit nanofizik grubuna liderlik eden Profesör Gustau Catalán.
Daha fazla araştırma ile desteklenirse, fleksoelektrik, fırtına bulutlarında büyük elektrik alanlarının nasıl geliştiğini ve sonuçta şimşeklere yol açan eksik bağlantı olabilir.
Fırtınanın Ötesinde
Buzun stres altında elektrik üretme yeteneği de pratik kullanımlara sahip olabilir. Frigid ortamlarında çalışmak için tasarlanmış cihazlar bir gün bu mülkten yararlanabilir. Potansiyel uygulamalar kutup sensörlerinden uydu bileşenlerine kadar değişebilir. Buzlu uydular.
Bu çalışma, ICE’nin tasarlanmış malzemelerinkine benzer elektriksel özellikler sergilediğine dair güçlü kanıtlar sunmaktadır. Bu özellikleri göstererek, araştırmacılar yıldırım için doğal bir açıklama tanımlamış ve soğuk ortamlarda çalışan gelecekteki elektroniklere kapıyı açmış olabilirler. Ancak ekip, pratik uygulamaların henüz kesin olmadığını vurgulamaktadır.
Gelecekteki Çalışmalar
Araştırmacılar, fleksoelektrikliğin doğada yıldırımlara ne kadar katkıda bulunduğunu belirlemek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç olduğunu vurgulamaktadır. Gelecekteki çalışmalar, laboratuvarda görülen elektriksel etkilerin gerçek fırtına bulutlarında da meydana gelip gelmediğini test edecektir.
Bu bulgular, buz gibi ortak bir malzemenin bile dikkate değer özelliklere sahip olabileceğini ortaya koymaktadır. Araştırma, sensörler ve kapasitörler de dahil olmak üzere ileri teknolojilerde kullanılan diğer elektrokeramik malzemelere buz yerleştirir.
Fleksoelektrik, şimşek kaynağını açıklıyor veya soğuk ortamlar için yeni teknolojilere yol açıyor olsun, bilim adamları şimdi buzun elektriksel davranışını potansiyel olarak önemli bir çalışma alanı olarak kabul ediyorlar.
Austin Burgess, satış, pazarlama ve veri analitiğinde geçmişe sahip bir yazar ve araştırmacıdır. Veri analitiğinde bir sertifika ile birlikte İşletme Yüksek Lisansı ve İşletme Lisans Yüksek Lisans derecesine sahiptir. Çalışmaları analitik eğitimi gelişmekte olan bilim, havacılık ve astronomik araştırmalara odaklanmaktadır.
Source link
