Fizicienii Institutului Tehnologic din Georgia au descoperit că, sub influența unor câmpuri electrice destul de puternice, picăturile lichide ale unor anumite materiale se solidifică, formând cristalite în condiții termodinamice (temperatură și presiune) ce corespund altfel stării lichide a acestora. Această fază de transformare indusă prin câmp electric poartă numele de electrocristalizare.

 

În 1964, Sir Geoffrey Ingram Taylor a studiat efectul descărcărilor electrice asupra picăturilor de ploaie, care, în lipsa unui câmp electric sunt sferice, dar își modifică forma atunci când traversează un astfel de fenomen, alungindu-se.

În locul picăturilor de apă, cercetătorii de la Georgia Tech și-au concentrat studiul pe o picătură de formamidă lichidă cu diametrul de zece nanometri (nm), un material alcătuit din mici molecule polare, caracterizate de dipoli electrici.

În cadrul experimentului, fizicienii au aplicat asupra nano-picăturii de formamidă un câmp electric de tensiune variabilă. La o tensiune de sub 0,5 V/nm, picătura sferică s-a alungit vag. Atunci când tensiunea a fost ridicată la valoarea de 0,5 V/nm, picătura a intrat într-o metamorfoză, rămânând lichidă, dar căpătând forma alungită a unui ac – elongație orientată în direcția câmpului aplicat și de 12 ori mai mare decât axa mică, perpendiculară pe ea, a picăturii.

O creștere și mai mare a câmpului electric aplicat a determinat o sporire lentă, treptată a raportului dintre axele lungă și scurtă ale picăturii alungite, moleculele de formamibă afișând mișcări lichide difuze. Atunci când tensiunea curentului aplicat a atins 1,5 V/nm, „acul” lichid a comportat un proces de tranziție către solidificare, manifestat prin înghețarea mișcării difuze și culminând cu formarea unui singur cristal de formamidă.

Investigația dezvăluie proprietăți fascinante ale unui mare grup de materiale sub influența unor câmpuri aplicate. Studiul demonstrează abilitatea de a folosi câmpuri electrice externe pentru a direcționa și a controla forma, faza de agregare (solidă sau lichidă), precum și alte proprietăți ale anumitor materiale.

Alături de interesul evident de a înțelege originile microscopice ale comportării diverselor materiale, noua descoperire ar putea conduce la dezvoltarea de aplicații în sensul controlării materialelor sensibile la câmpuri electrice în diferite domenii, de la ghidarea către destinația dorită a substanțelor medicamentoase și până la diverse fenomene la nanoscară.

Sursa