Cientistas criaram o impossível: um anel de plasma estável ao ar livre

Cientistas do Instituto de Tecnologia da Califórnia, nos EUA, e do Instituto de Pesquisa em Tecnologia Marinha da Itália conseguiram pela primeira vez criar um anel de plasma estável ao ar livre. A descoberta tem potencial para ser aplicada em armazenamento de energia.

O plasma é complicado. Um dos quatro estados fundamentais da matéria, assim como o gás, não tem forma ou volume fixo, pelo que tem de ser “contido” para ser útil – como em TVs de plasma, por exemplo.

Agora, engenheiros encontraram uma maneira de criar a forma sem qualquer recipiente e mantê-la indefinidamente em pleno ar, utilizando apenas um jato fino de água e uma placa de cristal.

“Disseram-nos que era impossível, mas nós criamos um anel estável e mantivemo-lo durante o tempo que queríamos, sem vácuo, campo magnético ou qualquer outra coisa”, explicou um dos autores do estudo, Francisco Pereira, do Instituto de Pesquisa em Tecnologia Marinha de Itália.

A equipa tentou a experiência usando dois tipos diferentes de placas de cristal, quartzo e niobato de lítio. Ambas induzem o chamado efeito triboelétrico: ou seja, com fricção suficiente de outro material, gera-se uma carga elétrica, o mesmo efeito que gera eletricidade estática esfregando um balão contra o cabelo, por exemplo.

É necessária muita fricção para gerar plasma e é aí que entra o jato de água. Com apenas 85 mícrones de largura – menos do que um cabelo humano – o plasma explode projetado a uma pressão de 632,7 quilos por centímetro quadrado.

O jato atinge a placa de cristal com uma velocidade de impacto de 304,8 m/s, mais ou menos a mesma velocidade a que uma bala é disparada de um revólver.

À medida que a água atinge a placa carregada negativamente, cria um fluxo suave e uniforme de iões carregados positivamente sobre a superfície. No ponto em que a água atinge a placa, o efeito triboelétrico causa um alto fluxo de eletrões para a superfície, que ionizam os átomos e moléculas no ar.

Isso, por sua vez, gera um anel de plasma brilhante, que permanece estável desde que a água continue a fluir.

Apesar de, por enquanto, nenhuma aplicação comercial ser viável, a equipa inscreveu-se para conseguir uma patente, uma vez que acreditam que um anel de plasma estável ao ar livre tem potencial para armazenar energia.

Enquanto esperamos por esse dia, vamos desfrutando do vídeo da experiência que mostra a ciência em ação.