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Jan 19, 2024

Boffins rivendica la scoperta del primo liquido piezoelettrico • Il Registro

A research team from Michigan State University (MSU) has discovered a liquid

Un gruppo di ricerca della Michigan State University (MSU) ha scoperto un liquido che secondo loro "sfida una semplice spiegazione teorica" ​​perché ha caratteristiche piezoelettriche.

Sebbene gran parte del presunto liquido piezoelettrico rimanga un mistero – anche per gli scienziati che lo hanno scoperto – tali materiali potrebbero essere utilizzati per creare ottiche controllate elettricamente o addirittura “un nuovo campo della piezoidraulica”, secondo il professore della MSU Gary Blanchard, uno dei i due autori sullo studio [PDF].

La piezoelettricità non è una novità. Conosciamo il fenomeno per cui alcuni materiali quando vengono messi sotto pressione rilasciano elettricità già intorno al 1880. I materiali piezoelettrici sono soggetti anche a un effetto piezoelettrico inverso, che fa sì che le loro dimensioni cambino quando viene applicata l'elettricità.

Cristalli di quarzo e altri materiali piezoelettrici di uso comune, come zirconato titanato di piombo (PZT) e titanato di bario, possono essere trovati in molti prodotti di consumo. Orologi da polso al quarzo, amplificatori, trasformatori elettrici e persino accendini utilizzano questi materiali.

Ma tutti utilizzano sostanze piezoelettriche solide perché – almeno fino alla scoperta del team di Blanchard – non era stato osservato alcun liquido piezoelettrico.

Blanchard e il suo team hanno scoperto il loro liquido piezoelettrico lavorando con una coppia di sali liquidi ionici che mantengono il loro stato liquido a temperatura ambiente. Blanchard ha descritto i materiali come viscosi "come l'olio per motori o lo sciroppo d'acero" - il migliore dei quali può essere trovato (secondo questo alunno della MSU e giornalista del Michigander) nello stato di Mitten.

Quando i materiali venivano messi in un cilindro e compressi con un pistone, entrambi generavano elettricità proporzionale alla forza applicata, cosa che secondo Blanchard "ci scioccava a morte". (Si assume metaforicamente.) Il team ha anche trovato un effetto nel liquido che chiamano "gradiente di densità di carica libera indotto", che secondo loro soddisfa l'effetto piezoelettrico inverso richiesto dai materiali piezoelettrici.

Prima di questa scoperta, si credeva che i materiali piezoelettrici fossero solo cristallini e mancassero di simmetria di inversione. Tali cristalli sono altamente ordinati e di conseguenza i ricercatori non si sono preoccupati di cercare tali materiali tra i liquidi, ha detto Blanchard.

Per questo motivo, Blanchard e il coautore Iqbal Hossain stanno ancora cercando di capire come, esattamente, la piezoelettricità possa formarsi nei liquidi. Stanno anche cercando di capire se altri materiali possano essere più conduttivi, poiché i loro test hanno prodotto un effetto piezoelettrico “un ordine di grandezza inferiore a quello del quarzo”.

Per testare il potenziale delle applicazioni pratiche, inclusa l'ottica, Blanchard e Hossain hanno posizionato i loro liquidi in un contenitore a forma di lente. Utilizzando l'elettricità, Blanchard ha affermato di essere in grado di modificare la lunghezza focale dell'obiettivo.

Al di là di queste possibilità, i due hanno affermato nel loro articolo che la scoperta probabilmente “richiederà alcune modifiche [dell’attuale teoria piezoelettrica allo stato solido] per tenere conto di [queste] osservazioni sperimentali”.

I liquidi come quelli testati da Blanchard e Hossain sono anche più facilmente riciclabili e rispettosi dell'ambiente rispetto ai materiali piezoelettrici allo stato solido, molti dei quali contengono piombo. Ma non anticipiamo noi stessi: come dice Blanchard "siamo in un territorio inesplorato". ®

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