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Jan 19, 2024

Boffins afirman haber descubierto el primer líquido piezoeléctrico • The Register

Un equipo de investigación de la Universidad Estatal de Michigan (MSU) ha descubierto un líquido

Un equipo de investigación de la Universidad Estatal de Michigan (MSU) ha descubierto un líquido que dicen "desafía una explicación teórica simple" porque tiene características piezoeléctricas.

Si bien gran parte del supuesto líquido piezoeléctrico sigue siendo un misterio, incluso para los científicos que lo descubrieron, dichos materiales podrían usarse para crear ópticas controladas eléctricamente o incluso "un nuevo campo de piezohidráulica", según el profesor de MSU Gary Blanchard, uno de los los dos autores en el estudio [PDF].

La piezoelectricidad no es nada nuevo. Conocemos el fenómeno, por el cual ciertos materiales liberan electricidad cuando se les aplica presión, desde alrededor de 1880. Los materiales piezoeléctricos también están sujetos a un efecto piezoeléctrico inverso, que hace que sus dimensiones cambien cuando se aplica electricidad.

Los cristales de cuarzo y otros materiales piezoeléctricos de uso común, como el titanato de zirconato de plomo (PZT) y el titanato de bario, se pueden encontrar en muchos productos de consumo. Relojes de pulsera de cuarzo, amplificadores, transformadores eléctricos e incluso encendedores de cigarrillos hacen uso de los materiales.

Pero todos usan sustancias piezoeléctricas sólidas porque, al menos hasta el descubrimiento del equipo de Blanchard, no se había observado ningún líquido piezoeléctrico.

Blanchard y su equipo descubrieron su líquido piezoeléctrico cuando trabajaban con un par de sales líquidas iónicas que mantienen su estado líquido a temperatura ambiente. Blanchard describió los materiales como viscosos "como el aceite de motor o el jarabe de arce", el mejor de los cuales se puede encontrar (en la opinión de este ex alumno de MSU y reportero de Michigander) en el estado de Mitten.

Cuando los materiales se colocaron en un cilindro y se comprimieron con un pistón, ambos generaron electricidad proporcional a la fuerza aplicada, lo que, según Blanchard, "nos sorprendió muchísimo". (Uno asume metafóricamente). El equipo también encontró un efecto en el líquido que llaman "gradiente de densidad de carga libre inducida", que según dijeron cumple con el efecto piezoeléctrico inverso requerido de los materiales piezoeléctricos.

Antes de este descubrimiento, se creía que los materiales piezoeléctricos eran solo cristalinos y carecían de simetría de inversión. Dichos cristales están muy ordenados y, como consecuencia, los investigadores no se han molestado en buscar dichos materiales entre los líquidos, dijo Blanchard.

Por esa razón, Blanchard y el coautor Iqbal Hossain todavía están tratando de descubrir cómo, exactamente, puede ocurrir la piezoelectricidad en los líquidos. También están tratando de determinar si otros materiales pueden ser más conductores, ya que sus pruebas dieron como resultado un efecto piezoeléctrico "un orden de magnitud más pequeño que el del cuarzo".

Para probar el potencial de aplicaciones prácticas, incluida la óptica, Blanchard y Hossain colocaron sus líquidos en un recipiente con forma de lente. Al aplicarle electricidad, Blanchard dijo que pudieron cambiar la distancia focal de la lente.

Más allá de esas posibilidades, la pareja dijo en su artículo que el descubrimiento probablemente "requerirá alguna modificación [de la teoría piezoeléctrica actual del estado sólido] para dar cuenta de [estas] observaciones experimentales".

Los líquidos como los probados por Blanchard y Hossain también son más fáciles de reciclar y más respetuosos con el medio ambiente que los materiales piezoeléctricos de estado sólido, muchos de los cuales contienen plomo. Pero no nos adelantemos: como dice Blanchard, "estamos en un territorio desconocido". ®

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