ارسال دیدگاه
امروز: سه شنبه , ۲۵ شهریور , ۱۴۰۴
X
شاید به نظر نرسد که کار خاصی انجام می‌دهد به جز اینکه جاده‌ها را در زمستان لغزنده کند، دمای نوشیدنی‌ها را در تابستان کاهش دهد یا به‌طور با شکوهی از اقیانوس به شکل یخچال‌های طبیعی که احتمالا اکثر انسان‌ها هرگز آن‌ها را از نزدیک نخواهند دید، بیرون بیاید. اگرچه مطمئنا این کارها مهم هستند، اما به نظر می‌رسد خیلی هیجان‌انگیز باشند. در ادامه با دیجینوی همراه باشید.
با این حال، اکنون مشخص شده که یخ یک قدرت ویژه در خود پنهان کرده است. به گفته تیمی از محققان، یخ چیزی است که فلکسوالکتریک (Flexoelectric) شناخته می‌شود، به این معنی که در پاسخ به فشار فیزیکی کم ( و انواع مشابه تغییر شکل مانند پیچ‌خوردگی) برق تولید می‌کند. این با مواد پیزوالکتریک (Piezoelectric) که هنگام قرار گرفتن در معرض فشار، بار الکتریکی جمع می‌کنند (کوارتز یک پیزوالکتریک محسوب می‌شود) متفاوت است. البته بدیهی است که یک تکه یخ خم نمی‌شود، اما همانطور که تیمی از محققان متوجه شدند، می‌توان با خم کردن ورق بسیار باریکی از یخ، خواص الکتریکی آن را فعال کرد.
این تیم به رهبری شین ون (Xin Wen) از دانشگاه شیان جیائوتونگ در شیان چین، همچنین این آزمایش را با یخ نمکی انجام داد و دریافت که نه تنها می‌تواند بار الکتریکی تولید کند، بلکه قادر است باری هزار برابر قوی‌تر از یخ معمولی ایجاد نماید. اگرچه از قبل مشخص شده است که برخورد یخچال‌های طبیعی یا ترک خوردن صفحات یخی می‌تواند به دلیل فشار زیاد برق تولید کند، اما خاصیت فلکسوالکتریسیته ذاتی یخ به عنوان یک ماده تا به امروز یک راز باقی مانده است. این بار الکتریکی تنها در سازندهای عظیم اتفاق نمی‌افتد. در آزمایشگاه، ون ذرات یخ را که به ذرات بزرگ‌تر درون ابرهای رعد و برق برخورد می‌کنند، شبیه‌سازی کرد و نتایج به‌دست آمده به‌طور چشمگیری شبیه در آنچه در طبیعت اتفاق می‌افتد، بود.
این موضوع می‌تواند به این معنی باشد که تعاملا بین این ذرات ارتباطی با صاعقه‌ای دارد که در طول رعد و برق در آسمان ایجاد می‌شود. او در پژوهشی که در مجله Nature Physics منتشر شد، بیان کرد: “این یافته‌ها پیامدهای عمیقی برای درک ما از پدیده‌های طبیعی مربوط به یخ دارند. محاسبات ما از چگالی بار فلکسوالکتریک تولید شده در برخوردهای یخ درون ابرهای رعد و برق، به‌طور مطلوبی با بار تجربی منتقل شده در چنین رویدادهایی مقایسه می‌شود که نشان‌دهنده مشارکت احتمالی فلکسوالکتریک یخ در ایجاد رعد و برق است.”
در حالی که یخ خالص می‌تواند به تنها موجب ایجاد لغزش الکتریکی شود، نمک قادر است آن را بیش از حد شارژ کند. هنگامی که پژوهشگران ورقه‌های یخ با سطوح مختلف شوری را خم کردند، الکتریسیته بیشتری از یخ‌هایی با غلظت نمک بالاتر به‌دست آمده و این در یخی که ۲۵ درصد نمک داشت به اوج خود رسید. این‌بار نه‌تنها هزار یخ معمولی بود، بلکه یک میلیون برابر قدرت بیشتری از نمک داشت. یخ شور به دلیل جریانی از مولکول‌های آب، مولکول‌های نمک و یون‌ها که از سمت فشرده به سمت کشیده شده یک صفحه خمیده از یخ شور رانده می‌شوند، برق زیادی تولید می‌کند.
از آنجایی که یخ یک ماده پلی کریستال محسوب می‌شود که از انواع مختلف کریستال‌ها ساخته شده است، یون‌ها می‌توانند از طریق فضاهای بین این کریستال‌ها حرکت کنند. در لایه بین یخ و لایه نازک مایع روی سطح، مقادیر نابرابر یون‌های مثبت و منفی به سطح می‌چسبند. بدین ترتیب، جریان مولکول‌ها و یون‌ها بار خالص دریافت می‌کند و به یک جریان تبدیل می‌شود. جریان فلکسوالکتریسیته می‌تواند برای توانایی ما در برداشت انرژی از آب بسیار مهم باشد. یک دهم از سطح کره زمین را یخ‌ها تشکیل داده‌اند که بخش عمده‌ای از آن‌ها شور است. آب ذوب شده در زیر یخچال‌های طبیعی و صفحات یخی با یون‌ها شناور است و جریان و زهکشی آن نیز برق تولید می‌کند.
این می‌تواند به معنای یک منبع انرژی پایدار باشد و کاربردهای آینده آن می‌توانند حتی فراتر بروند. محققان در پژوهش دیگری که اخیرا در مجله Nature Physics منتشر شده است، مدعی شده‌اند: “فلکسوالکتریسیته بالای یخ شور، مهار انرژی یخ را یک قدم به واقعیت نزدیک‌تر می‌کند و همچنین شاید به فعالیت الکتریکی مناطق زمین که پوشیده از یخ و اقیانوس‌های یخی هستند، مانند اروپا یا انسلادوس مرتبط باشد.”
حتی این امکان وجود دارد که انرژی الکتریکی حاصل از یخ، منبع انرژی مورد نیاز برای شیمی پیش زیستی از جمله تشکیل زیرساخت‌های حیات در قمر مشتری، اروپا باشد. پوسته یخی بالای اقیانوس شور این قمر به عنوان منطقه‌ای در نظر گرفته می‌شود که حیات فرازمینی می‌تواند در آن شکل بگیرد و احتمالا رشد کند. بنابراین، شاید دیگر به شنا کردن در اقیانوس به همان شکل سابق فکر نکنید.
منبع: PopularMechanics
دانلود آهنگ
طراحی و اجرا :
وین تم
هر گونه کپی برداری از طرح قالب یا مطالب پیگرد قانونی خواهد داشت ، کلیه حقوق این وب سایت متعلق به وب سایت تک فان است
دیدگاهتان را بنویسید