Pesquisadores descobriram uma nova propriedade do gelo: ele pode gerar eletricidade quando dobrado. Os experimentos revelaram como isso acontece e ajudam a explicar como raios se formam durante as tempestades.
Devido à sua importância para a vida e os sistemas da Terra, a água é um objeto de estudo amplamente conhecido pela comunidade científica. Ainda assim, segundo a equipe da nova pesquisa, propriedades inéditas dessa substância continuam a ser descobertas.
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Algo que artigos anteriores mostraram é que o gelo não é piezoelétrico: um fenômeno em que materiais, como cristais e cerâmicas, geram eletricidade devido ao estresse mecânico, como uma colisão ou queda.
Porém, o gelo é conhecido por produzir eletricidade a partir de estresse mecânico na natureza, algo que intriga os cientistas e que, até o momento, não tinha uma explicação clara. A colisão de partículas congeladas em nuvens gera descargas elétricas durante as tempestades, por exemplo.
Gelo não tem só uma, mas duas formas de gerar eletricidade
No novo estudo, os pesquisadores conduziram uma série de experimentos em que dobraram o gelo para encontrar a resposta para sua produção de eletricidade. O grupo mediu o potencial elétrico gerado pela flexão de uma placa de gelo colocando o bloco entre duas chapas de metal e conectando um dispositivo de medição nele. Os resultados foram publicados na revista científica Nature Physics.
O fenômeno observado foi o efeito flexoelétrico: a geração de eletricidade quando um material é deformado mecanicamente. Segundo os autores, o gelo está em pé de igualdade com compostos eletrocerâmicos, como o dióxido de titânio, usado em capacitores e sensores.
A equipe também encontrou uma nova forma de explicar a carga acumulada nas nuvens, responsável pela produção de raios. Em temperaturas abaixo de -113°C, uma camada ferroelétrica se formou, o que significa que a superfície do bloco de gelo desenvolveu uma polarização elétrica natural, semelhante aos polos de um imã.
“A ferroeletricidade de superfície é uma descoberta interessante por si só, pois significa que o gelo pode ter não apenas uma maneira de gerar eletricidade, mas duas: ferroeletricidade em temperaturas muito baixas e flexoeletricidade em temperaturas mais altas, até 0 °C”, explicou Xin Wen, pesquisador do Instituto Catalão de Nanociência e Nanotecnologia (ICN2) e um dos autores do estudo, em um comunicado.
Agora, os pesquisadores avançam nos estudos para entender como essas propriedades do gelo podem ser aproveitadas em novas tecnologias. Embora ainda seja cedo para falar em aplicações práticas, a expectativa é que dispositivos eletrônicos à base de gelo sejam úteis especialmente em ambientes de baixas temperaturas.
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