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Il vetro silicato ha infranto una delle leggi della fisica

© Sputnik . Alexey MalgavkoVetro
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In determinate condizioni il vetro silicato riscaldato tramite elettricità può violare l’effetto Joule, così hanno stabilito alcuni esperti statunitensi. Questo apre la strada alla creazione di nuovi materiali ceramici e ottici.

I fondamenti dell'azione calorifera della corrente elettrica sono stati spiegati alla metà del XIX secolo dal fisico inglese James Prescott Joule che ha dimostrato come si crea il calore quando la corrente passa attraverso un resistore. La legge della fisica da lui introdotta prevede che la quantità di calore prodotto sia direttamente proporzionale alla resistenza del conduttore e al quadrato dell'intensità della corrente che lo attraversa. Per questo, le apparecchiature elettriche contemporanee si surriscaldano quando usate con maggiore frequenza.

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Tuttavia, gli scienziati della Lehigh University hanno pubblicato uno studio dove hanno descritto le condizioni in cui il vetro silicato viola questa regola ormai accettata.

Nel corso dell'esperimento la temperatura del vetro sull'anodo è aumentata di più di 1000 gradi rispetto al resto del campione nonostante il materiale fosse omogeneo.

La ragione di questo insolito comportamento è il cambiamento di struttura e di composizione chimica del vetro a livello nanoscopico in seguito all'azione un campo elettrico che riscalda di più l'area.

"A differenza dei metalli e dei semiconduttori che conducono l'elettricità, col tempo il riscaldamento del vetro che conduce gli ioni diventa estremamente discontinuo. Si manifestano zone di impoverimento alcalino a livello nanoscopico, infatti in prossimità dell'anodo il vetro fonde e in alcuni casi persino evapora, mentre in altre zone rimane duro. In zone singole la spettroscopia IR e l'analisi degli elementi terminali dimostrano che la temperatura in alcuni punti aumenta di 1000 gradi in più rispetto al resto del campione", affermano gli autori dello studio.

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Ora, secondo i ricercatori, sarà necessario apportare modifiche all'effetto Joule. Inoltre, gli esperti sono convinti che il loro lavoro possa aprire la strada alla creazione di una nuova tecnologia per la produzione di materiali in vetro e ceramica e per un maggiore controllo delle loro proprietà ottiche e strutturale.

Una semplice tecnologia per la produzione di metasuperfici ottiche è stata messa a punto in Svizzera. Queste assorbono pochissima luce e hanno un elevato indice di rifrazione, ovvero modulano in maniera efficiente la luce che attraversa il materiale.

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