ghiaccio ed elettricità
Una nuova ricerca rivela che il ghiaccio “comune” — quello che troviamo in natura — possiede una proprietà sorprendente: produce elettricità quando viene piegato o deformato in modo non uniforme. Il fenomeno è chiamato flexoelettricità. Si tratta della generazione di cariche elettriche dovuta a deformazioni che creano gradienti di tensione, come quando una parte del blocco è compressa e l’altra è stirata.
Gli studiosi hanno dimostrato che anche a temperature fino al punto di fusione, il ghiaccio mantiene questa capacità di generare un potenziale elettrico misurabile quando viene sottoposto a piegamenti controllati. In pratica, non è necessario che il ghiaccio sia particolarmente puro o sotto condizioni estreme. La flexoelettricità è presente in un ampio intervallo di condizioni termiche.
Ferroelettricità superficiale e implicazioni per la natura
Un altro aspetto interessante emerso dallo studio è che, quando il ghiaccio si raffredda a temperature molto basse (circa ‒113 °C), la sua superficie sviluppa un sottile strato ferroelettrico. Questo significa che quella superficie può acquisire e mantenere una polarizzazione elettrica che può essere invertita applicando un campo esterno, un po’ come i materiali ferromagnetici fanno con i poli magnetici.
Questa doppia modalità — flexoelettricità per la massa e ferroelettricità su superficie a temperature davvero basse — suggerisce che il ghiaccio potrebbe giocare un ruolo attivo nei processi atmosferici naturali. In particolare nella formazione di fulmini all’interno delle nuvole, dove particelle di ghiaccio collidono e si deformano incessantemente. La separazione delle cariche così generate potrebbe contribuire all’accumulo del potenziale elettrico che poi si scarica con fulmini.
Possibili applicazioni
L’idea che il ghiaccio possa diventare un materiale attivo, non solo passivo, apre scenari interessanti. In ambienti freddi, come stazioni polari o veicoli spaziali, il ghiaccio stesso potrebbe essere usato come sensore meccanico-elettrico, convertendo vibrazioni o deformazioni in segnali elettrici. Anche se la quantità di energia generata con una piegatura è piccola, è misurabile e stabile su un intervallo di temperature.
Tuttavia, la quantità di corrente o tensione è relativamente modesta, sufficiente più che altro per sensori o piccoli dispositivi, non per alimentare apparati ad alto consumo. Inoltre, l’effetto ferroelettrico di superficie si attiva solo a temperature molto basse, rendendo l’applicazione pratica complessa in climi più caldi. Serve tecnologia capace di sfruttare queste caratteristiche in modo efficiente, proteggendo il ghiaccio, gestendo i contatti elettrici e preservando la struttura.
