Pela primeira vez, cientistas do Instituto de Tecnologia da Califórnia (EUA) e do Instituto de Pesquisa em Tecnologia Marinha da Itália conseguiram criar um anel de plasma estável ao ar livre.

A descoberta tem potencial para ser aplicada em armazenamento de energia.

O “impossível”

O plasma é um tanto complicado. Um dos quatro estados fundamentais da matéria, assim como o gás, não tem forma ou volume fixo, de forma que precisa ser “contido” para ser útil – como em TVs de plasma, por exemplo.

Agora, engenheiros encontraram uma maneira de criar a forma sem qualquer recipiente e mantê-la indefinidamente em pleno ar, usando um jato fino de água e uma placa de cristal.

“Nos disseram que era impossível. Mas criamos um anel estável e o mantivemos durante o tempo que queríamos, sem vácuo, campo magnético ou qualquer outra coisa”, explicou um dos autores do estudo, Francisco Pereira, do Instituto de Pesquisa em Tecnologia Marinha da Itália.

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O método

A equipe tentou o experimento usando dois tipos diferentes de placas de cristal, quartzo e niobato de lítio. Ambas induzem algo chamado de efeito triboelétrico: com fricção suficiente de outro material, é gerada uma carga elétrica. (Esse é o mesmo efeito que gera eletricidade estática esfregando um balão contra seu cabelo, por exemplo).

É necessária muita fricção para gerar plasma, entretanto, e aí entra o jato rápido de água. Com apenas 85 mícrones de largura, menos do que um cabelo humano, ele explode de um bico especialmente projetado a uma pressão de 632,7 quilos por centímetro quadrado.

O jato atinge a placa de cristal com uma velocidade de impacto de 304,8 metros por segundo, mais ou menos a mesma velocidade que uma bala é disparada de um revólver.

À medida que a água atinge a placa carregada negativamente, cria um fluxo suave e uniforme de íons carregados positivamente sobre a superfície. No ponto em que a água atinge a placa, o efeito triboelétrico causa um alto fluxo de elétrons para a superfície, que ionizam os átomos e moléculas no ar.

Isso, por sua vez, gera um anel de plasma brilhante, que permanece estável desde que a água continue a fluir.

Possíveis aplicações

Pesquisadores da Universidade de Missouri (EUA) realizaram uma façanha semelhante em 2013, mas seus anéis não eram estáveis, durando apenas 10 milissegundos.

A equipe do novo estudo também notou um efeito colateral incomum: interferência de radiofrequência, causando estática em seus celulares. Os cientistas teorizaram que isso ocorre por conta das propriedades dos materiais utilizados nos experimentos.

Embora nenhuma aplicação comercial imediata pareça viável, a equipe solicitou uma patente do material, porque tal anel de plasma aberto e ativo tem potencial para aproveitamento em armazenamento de energia.

O artigo foi publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

[HypeScience]

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