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FISICA/ Dalla Cina arriva il ghiaccio "elettrico"

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Le molecole, quando l’acqua è allo stato liquido, sono libere di muoversi e orientarsi nello spazio, cosa che non può succedere allo stato solido, quando l’acqua, cioè, si presenta a noi sottoforma di ghiaccio. In questo stato le molecole vengono immobilizzate in configurazioni casuali e differenti, che rispondono alle interazioni fra i loro poli elettrici molecolari. Tali configurazioni caotiche, di fatto, annullano l’effetto dei dipoli a livello macroscopico, rendendo il ghiaccio una sostanza elettricamente neutra. Se, invece, i dipoli si orientassero in una direzione preferenziale ben definita, le caratteristiche elettriche dell’acqua solida muterebbero drasticamente. Ciascun dipolo, infatti, dà origine a una piccola differenza di potenziale: orientandoli opportunamente, la differenza di potenziale fra l’inizio e la fine della fila di dipoli sarebbe diversa da zero.

La situazione è in qualche modo simile a quella dei gradini di un scala: un solo gradino fa salire della sua altezza, mentre la somma di tutti i gradini dà l’altezza della scala. Come risultato si può formare un campo elettrico non nullo. Il ghiaccio così “costruito” mostrerebbe perciò una importante caratteristica, cioè la ferroelettricità. I materiali ferroelettrici sono caratterizzati da una polarizzazione elettrica spontanea che può essere invertita tramite l’applicazione di un campo elettrico esterno: questa proprietà ha contribuito alla loro vasta diffusione in varie applicazioni legate alla microelettronica, alla costruzione di computer e nei trasformatori.



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