به گزارش وبسایت اخبار جهان به نقل از خبرآنلاین، تصور عمومی از یخ، اغلب محدود به خنک‌کردن نوشیدنی‌ها در فصل گرما، جلوه‌گری باشکوه یخچال‌های طبیعی در اقیانوس‌ها یا لغزنده کردن سطح جاده‌ها در زمستان است. با این حال، واقعیت فراتر از این تصورات بوده و ارزش و اهمیت یخ به مراتب بیشتر از کاربردهای ظاهری آن است، حتی اگر در نگاه اول چندان جذاب به نظر نرسد.
یخ، یک ابرقدرت نهفته در دل خود دارد. بر اساس یافته‌های اخیر یک گروه تحقیقاتی، یخ از خاصیتی به نام “انعطاف الکتریکی” برخوردار است. این بدان معناست که یخ در واکنش به فشارهای مکانیکی ناشی از خم شدن و تغییر شکل‌های مشابه، مانند پیچش، قادر به تولید الکتریسیته است. این ویژگی با عملکرد مواد پیزوالکتریک، مانند کوارتز، که تحت فشار بار الکتریکی ذخیره می‌کنند، متفاوت است. لازم به ذکر است که یک قالب مکعبی یخ به راحتی خم نمی‌شود، اما محققان نشان داده‌اند که ورقه‌های بسیار نازک یخ، این قابلیت را دارند که خاصیت الکتریکی از خود بروز دهند.
تیم تحقیقاتی به رهبری شین ون، فیزیکدان دانشگاه شی‌آن جیاتونگ چین، این آزمایش را با استفاده از یخ شور نیز تکرار کردند و دریافتند که یخ شور نه تنها توانایی تولید بار الکتریکی را دارد، بلکه می‌تواند برقی تا هزار برابر قوی‌تر از یخ خالص تولید کند.
پیش از این نیز مشخص شده بود که برخورد یخچال‌ها یا ایجاد ترک در صفحات یخی در اثر فشارهای زیاد، ممکن است منجر به تولید الکتریسیته شود، اما خاصیت ذاتی انعطاف الکتریکی یخ تا همین اواخر ناشناخته باقی مانده بود. جالب است بدانید که این بار الکتریکی تنها در توده‌های عظیم یخی رخ نمی‌دهد. شبیه‌سازی‌های انجام شده توسط شین ون در آزمایشگاه نشان داد که هنگام برخورد ذرات کوچک یخ با ذرات بزرگ‌تر در داخل ابرهای تندری، پدیده‌ای شگفت‌انگیز رخ می‌دهد. نتایج به دست آمده شباهت بسیاری به رخدادهای طبیعی داشت و این احتمال را مطرح کرد که برخورد ذرات یخی در شکل‌گیری صاعقه‌های آسمان نقش داشته باشد.
شین ون در مقاله‌ای در این زمینه عنوان کرد: «این یافته‌ها به درک بهتر ما از پدیده‌های طبیعی مرتبط با یخ کمک شایانی می‌کند. محاسبات ما از چگالی بار انعطاف الکتریکی ایجاد شده در برخوردهای یخی داخل ابرهای تندری، با نتایج تجربی همخوانی قابل توجهی دارد و نشان می‌دهد که انعطاف الکتریسیته یخ ممکن است در تولید صاعقه نقش اساسی داشته باشد.»
تحقیقات نشان می‌دهد که یخ خالص به تنهایی قادر به تولید الکتریسیته است، اما با افزودن مقداری نمک، این فرایند تقویت می‌شود. پژوهشگران با خم کردن ورقه‌های یخی با سطوح شوری متفاوت، مشاهده کردند که با افزایش غلظت نمک در آب، میزان برق تولیدی نیز افزایش می‌یابد و در غلظت ۲۵ درصد نمک، به حداکثر میزان خود می‌رسد. در این حالت، بار الکتریکی تولید شده هزار برابر بیشتر از یخ خالص و یک میلیون برابر قوی‌تر از نمک به تنهایی بود.
دلیل این نیروی عظیم تولید شده توسط یخ شور این است که مولکول‌های آب، مولکول‌های نمک و یون‌ها از سمت فشرده شده به سمت کشیده شده ورقه یخ جریان پیدا می‌کنند. از آنجا که یخ ماده‌ای چند بلوری است که از انواع مختلف کریستال‌ها تشکیل شده است، یون‌ها می‌توانند از فضاهای بین کریستال‌ها عبور کنند. در سطح تماس یخ و لایه نازک آب ذوب شده روی آن، مقادیر نامتعادلی از یون‌های مثبت و منفی تجمع پیدا می‌کنند. این جریان مولکول‌ها و یون‌ها، بار خالص ایجاد شده را به یک جریان روان الکتریکی تبدیل می‌کند.
پدیده انعطاف الکتریسیته جریانی، می‌تواند انقلابی در بهره‌برداری از انرژی آب ایجاد کند. این امر به ویژه با توجه به این نکته که حدود یک دهم کره زمین زیر پوششی از یخ قرار دارد که بخش قابل توجهی از آن یخ شور است، اهمیت بیشتری پیدا می‌کند. آب‌های ذوب شده زیر یخچال‌ها و صفحات یخی نیز سرشار از یون هستند و جریان و تخلیه آن‌ها می‌تواند برق تولید کند. این موضوع می‌تواند به معنای دستیابی به منبعی پایدار از انرژی باشد و در آینده کاربردهای بیشتری نیز داشته باشد.
پژوهشگران در این باره خاطرنشان کردند: «انعطاف الکتریسیته بالای یخ شور، چشم‌انداز استفاده از نیروی یخ را یک گام به واقعیت نزدیک‌تر می‌کند و همچنین ممکن است با فعالیت‌های الکتریکی در نواحی پوشیده از یخ روی زمین و جهان‌های اقیانوسی یخ‌پوش از جمله اروپا یا انسلادوس مرتبط باشد.»
انرژی الکتریکی حاصل از یخ، می‌تواند منبع تامین انرژی برای شیمی پیشازیستی (تشکیل پیش‌سازهای حیات) روی اروپا (یکی از قمرهای سیاره مشتری) باشد. پوسته یخی این قمر که بر فراز اقیانوس شور زیرینش قرار دارد، به عنوان یکی از محتمل‌ترین مکان‌ها برای شکل‌گیری و شکوفایی حیات فرازمینی شناخته می‌شود.
منبع: popularmechanics
