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Jan 19, 2024

Boffins는 최초의 압전 액체를 발견했다고 주장합니다. • The Register

미시간 주립대학교(MSU) 연구팀이 액체를 발견했습니다.

미시간 주립대학교(MSU) 연구팀은 압전 특성을 갖고 있기 때문에 "단순한 이론적 설명을 거부한다"고 말하는 액체를 발견했습니다.

압전 액체에 관한 많은 부분이 그것을 발견한 과학자들에게조차 미스터리로 남아 있지만, 그러한 재료는 전기적으로 제어되는 광학 장치나 심지어 "압전 유압 장치의 새로운 분야"를 만드는 데 사용될 수 있다고 MSU 교수인 Gary Blanchard는 말합니다. 연구에 참여한 두 저자 [PDF].

압전은 새로운 것이 아닙니다. 우리는 특정 물질이 압력을 가할 때 전기를 방출하는 현상에 대해 1880년경부터 알고 있었습니다. 압전 물질은 또한 전기가 가해질 때 크기가 변하는 역압전 효과를 받습니다.

석영 크리스털과 기타 일반적으로 사용되는 압전 재료(PZT(납 지르콘 티탄산염) 및 티탄산 바륨)은 많은 소비자 제품에서 찾아볼 수 있습니다. 석영 손목시계, 증폭기, 전기 변압기, 심지어 담배 라이터에도 이 소재가 사용됩니다.

그러나 모두 고체 압전 물질을 사용했는데, 그 이유는 적어도 블랜차드 팀이 발견하기 전까지 압전 액체가 관찰되지 않았기 때문입니다.

Blanchard와 그의 팀은 실온에서 액체 상태를 유지하는 한 쌍의 이온성 액체 염을 연구하면서 압전 액체를 발견했습니다. Blanchard는 이 물질이 "자동차 오일이나 메이플 시럽과 같은" 점성 있는 물질이라고 설명했습니다. 이 중 가장 좋은 물질은 (이 MSU 졸업생 및 Michigander 기자의 의견에 따르면) Mitten State에서 찾을 수 있습니다.

재료를 실린더에 넣고 피스톤으로 압축하면 둘 다 적용된 힘에 비례하여 전기가 생성됩니다. Blanchard는 "우리에게 충격을주었습니다"라고 말했습니다. (은유적으로 가정합니다.) 팀은 또한 액체에서 "유도 자유 전하 밀도 구배"라고 부르는 효과를 발견했는데, 이는 압전 재료에 필요한 역압전 효과를 충족한다고 말했습니다.

이 발견 이전에는 압전 재료는 단지 결정질일 뿐이고 반전 대칭성이 결여되어 있다고 믿어졌습니다. 이러한 결정은 고도로 정렬되어 있기 때문에 연구자들은 액체 중에서 그러한 물질을 찾는 데 애를 쓰지 않았다고 Blanchard는 말했습니다.

이러한 이유로 Blanchard와 공동 저자인 Iqbal Hossain은 액체에서 압전 현상이 정확히 어떻게 발생할 수 있는지 알아내려고 계속 노력하고 있습니다. 그들은 또한 테스트 결과 "석영보다 한 단계 더 작은 크기"의 압전 효과가 나타났기 때문에 다른 재료가 더 전도성이 있는지 여부를 분류하려고 노력하고 있습니다.

광학을 포함한 실제 응용 가능성을 테스트하기 위해 Blanchard와 Hossain은 액체를 렌즈 모양 용기에 넣었습니다. 전기를 사용하여 렌즈의 초점 거리를 변경할 수 있다고 Blanchard는 말했습니다.

이러한 가능성 외에도 두 사람은 논문에서 이 발견이 "[이러한] 실험적 관찰을 설명하기 위해 [현재의 고체 압전 이론]의 일부 수정이 필요할 것"이라고 말했습니다.

Blanchard와 Hossain이 테스트한 것과 같은 액체는 납을 함유한 고체 압전 재료보다 더 쉽게 재활용할 수 있고 환경 친화적입니다. 하지만 너무 앞서가지는 말자. 블랜차드가 말했듯이 "우리는 미지의 영역에 있다". ®

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