El filósofo griego Tales de Mileto, unos 600 años antes de Cristo, informó por primera vez que cuando frotaba ámbar (resina denominada elecktrón en griego) adquiría la propiedad de atraer pequeños trozos de papel. Con el tiempo la electricidad por frotamiento se la conoció con el nombre de triboelectricidad (transferencia de carga durante el deslizamiento) y se realizaron tablas con series triboeléctricas para saber la carga adquirida por cada material cuando se lo frota con otro. Por ejemplo, si se frota la piel humana con seda, la seda se carga positiva y la piel humana negativa, en cambio si la piel humana se frota con algodón se carga positivamente y la tela de algodón negativa. Aunque estas experiencias son comunes, una comprensión detallada de fenómeno ha eludido a los científicos durante más de 2.500 anos.

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Ahora, un equipo de la Universidad de Northwestern desarrolló un nuevo modelo basado en que al frotar dos objetos se produce electricidad estática, o triboelectricidad cuando se doblan las pequeñas protuberancias en la superficie de los materiales. La investigación, publicada el 12 de septiembre en la revista Physical Review Letters, fue realizada por científicos de ciencia e ingeniería de los materiales en la Escuela de Ingeniería McCormick de la Universidad.

A nanoescala, todos los materiales tienen superficies rugosas con innumerables protuberancias pequeñas. Cuando dos materiales entran en contacto y se frotan entre sí, estas protuberancias se doblan y se deforman. El fenómeno se denomina "efecto flexoeléctrico" y ocurre cuando la separación de cargas en un aislante surge por deformaciones como la flexión. Los voltajes producidos por flexión de las protuberancias durante el roce son lo suficientemente grandes como para causar electricidad estática.

El trabajo sugiere que la triboelectricidad, la flexoelectricidad (capacidad de los materiales para generar electricidad al deformarse de forma no homogénea) y la fricción están íntimamente vinculadas.

La nueva comprensión del fenómeno de electricidad por frotamiento puede tener implicaciones importantes en aplicaciones electrostáticas como la recolección y generación de energía “in situ” y también para evitar los peligros potenciales de incendios provocados por chispas producidas por los fenómenos estáticos.

Alberto Luis D’Andrea
Alberto Luis D’Andrea

Director de Nanotecnología y Nuevas Tecnologías de la Universidad CAECE (Buenos Aires, Argentina).Profesor y Doctor en Ciencias Químicas egresado de la Universidad de Buenos Aires (UBA). Posgrado de Ingeniería Biomédica dictado en conjunto por la Fundación Favaloro y la Facultad de Medicina (UBA). Presidente de la Confederación Argentina de Biotecnología (CAB) y de la Confederación Argentina de Nanotecnología (CAN). Coordinador de la Comisión de Biotecnología y Nanotecnología del Colegio de Ingeniería Agronómica (CPIA). Autor de numerosos trabajos de investigación en revistas internacionales, libros relacionados con la docencia y artículos en diarios y revistas. Último libro (2017) "La Convergencia de las Tecnologías Exponenciales & la Singularidad Tecnológica". Creador y redactor del periódico online Biotecnología & Nanotecnología al Instante. Creador y columnista del programa radial Café Biotecnológico. http://albertodandrea.blogspot.com.ar Twitter: @gengenial

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Una visión del futuro desde la nanotecnología.

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