Un equipo internacional de investigadores ha demostrado una propiedad hasta ahora desconocida del hielo: la capacidad de generar electricidad cuando se deforma mecánicamente. Este descubrimiento, que clasifica al hielo como un material flexoeléctrico, abre nuevas vías tanto para el desarrollo de tecnologías de energía como para una comprensión más profunda de fenómenos atmosféricos como la formación de los rayos.
El fenómeno de la flexoelectricidad
A diferencia de los materiales piezoeléctricos, que producen una carga eléctrica bajo presión, los materiales flexoeléctricos lo hacen al ser sometidos a una deformación no uniforme, como un plegamiento. Si bien se conocía la existencia de esta propiedad en otros materiales, como en la estructura ósea humana, su identificación en el hielo representa un avance significativo para la ciencia de materiales.
Potencial energético y propiedades a baja temperatura
El hallazgo sugiere un potencial para aprovechar el hielo, uno de los recursos más abundantes del planeta, como una fuente de energía. Los investigadores señalan que, si bien el efecto es observable a temperaturas cercanas a los 0 °C, sus experimentos revelaron propiedades aún más complejas a temperaturas mucho más bajas.
Específicamente, al enfriar el hielo a -113 °C, el material exhibió una propiedad adicional conocida como ferroelectricidad en su capa superficial. La ferroelectricidad es la capacidad de un material de mantener una polarización eléctrica sin la necesidad de un campo externo. La combinación de ambas propiedades convierte al hielo en un material con un notable interés para futuras aplicaciones tecnológicas.
Una nueva explicación para la formación de los rayos
La flexoelectricidad del hielo también podría resolver una antigua incógnita en la física atmosférica sobre el origen de los rayos. Las nubes de tormenta están compuestas por innumerables cristales de hielo que colisionan entre sí constantemente. La teoría predominante sostenía que estos impactos generaban la carga eléctrica, pero el mecanismo exacto no estaba claro, ya que el hielo no es un material piezoeléctrico.
El nuevo estudio postula que cuando estos cristales de hielo chocan, no solo se presionan, sino que también se doblan. Este plegamiento mecánico, según el principio de la flexoelectricidad, es lo que genera el potencial eléctrico. Para probarlo, los científicos simularon estas condiciones en el laboratorio, colocando un bloque de hielo entre dos placas metálicas. Al someter el hielo a deformaciones, registraron un potencial eléctrico comparable al necesario para la formación de un rayo, lo que ofrece un fuerte respaldo a esta hipótesis.
