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Jul 18, 2023

Boffins reivindicam a descoberta do primeiro líquido piezoelétrico • The Register

Uma equipe de pesquisa da Michigan State University (MSU) descobriu um líquido

Uma equipe de pesquisa da Michigan State University (MSU) descobriu um líquido que eles dizem "desafia uma explicação teórica simples" porque tem características piezoelétricas.

Embora muito sobre o suposto líquido piezoelétrico permaneça um mistério - até mesmo para os boffins que o descobriram - tais materiais podem ser usados ​​para criar óptica controlada eletricamente ou mesmo "um novo campo de piezo-hidráulica", de acordo com o professor da MSU Gary Blanchard, um dos os dois autores do estudo [PDF].

A piezoeletricidade não é nada novo. Sabemos do fenômeno – pelo qual certos materiais liberam eletricidade quando colocados sob pressão – desde cerca de 1880. Os materiais piezoelétricos também estão sujeitos a um efeito piezoelétrico inverso, que vê suas dimensões mudarem quando a eletricidade é aplicada.

Cristais de quartzo e outros materiais piezoelétricos comumente usados, como titanato de zirconato de chumbo (PZT) e titanato de bário, podem ser encontrados em muitos produtos de consumo. Relógios de pulso de quartzo, amplificadores, transformadores elétricos e até isqueiros fazem uso dos materiais.

Mas todos usam substâncias piezoelétricas sólidas porque – pelo menos até a descoberta da equipe de Blanchard – nenhum líquido piezoelétrico havia sido observado.

Blanchard e sua equipe descobriram seu líquido piezoelétrico ao trabalhar com um par de sais líquidos iônicos que mantêm seu estado líquido à temperatura ambiente. Blanchard descreveu os materiais como sendo viscosos "como óleo de motor ou xarope de bordo" - o melhor dos quais pode (na opinião deste ex-aluno da MSU e do repórter de Michigander) ser encontrado no estado de Mitten.

Quando os materiais foram colocados em um cilindro e comprimidos com um pistão, ambos geraram eletricidade proporcional à força aplicada – o que Blanchard disse “nos deixou muito chocados”. (Supõe-se metaforicamente.) A equipe também encontrou um efeito no líquido que eles chamam de "gradiente de densidade de carga livre induzida", que eles disseram preencher o efeito piezoelétrico inverso exigido de materiais piezoelétricos.

Antes dessa descoberta, acreditava-se que os materiais piezoelétricos eram apenas cristalinos e careciam de simetria de inversão. Esses cristais são altamente ordenados e, como consequência, os pesquisadores não se preocuparam em procurar esses materiais entre os líquidos, disse Blanchard.

Por esse motivo, Blanchard e o coautor Iqbal Hossain ainda estão tentando descobrir como, exatamente, a piezoeletricidade pode ocorrer em líquidos. Eles também estão tentando descobrir se outros materiais podem ser mais condutores, já que seus testes resultaram em um efeito piezoelétrico "uma ordem de magnitude menor que a do quartzo".

Para testar o potencial de aplicações práticas, incluindo óptica, Blanchard e Hossain colocaram seus líquidos em um recipiente em forma de lente. Ao zapear com eletricidade, Blanchard disse que eles foram capazes de mudar a distância focal da lente.

Além dessas possibilidades, a dupla disse em seu artigo que a descoberta provavelmente “exigirá alguma modificação [da atual teoria piezoelétrica de estado sólido] para explicar [essas] observações experimentais”.

Líquidos como os testados por Blanchard e Hossain também são mais prontamente recicláveis ​​e ecologicamente corretos do que materiais piezoelétricos de estado sólido, muitos dos quais contêm chumbo. Mas não vamos nos precipitar: como diz Blanchard, "estamos em território desconhecido". ®

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