¿Qué se ve en el video?
En este experimento se muestra como el vidrio (inicialmente, es un aislante eléctrico) se convierte en un bueno conductor con la ayuda de la intensa flama de un soplete.
Primero, las dos bases de cerámica (sockets) están cableadas en serie a la corriente eléctrica de una casa. Cuando los dos bulbos incandescentes (del mismo voltaje) se colocan en las bases y se conecta la electricidad, por ambos focos atraviesa la misma cantidad de corriente, por lo cual se encienden con la misma intensidad.
Después, uno de los focos se retira de la base, el circuito se rompe y el otro bulbo deja de iluminar. Si remplazamos el bulbo faltante por un material conductor (un cable metálico, por ejemplo), el circuito una vez más se completa y el bulbo se enciende. En este caso es un pedazo de vidrio que ayudado por una flama intensa eleva su temperatura; y vemos como se enciende el otro foco.
¿Por qué pasa esto?
Cuando elevamos la temperatura del vidrio, algunos de los electrones del material adquirirán tanta energía que podrán hacer transiciones donde el resultado es la emisión de luz (de color rojo, para este caso). En tal estado de excitación (como dicen los físicos), los electrones están poco unidos al núcleo atómico, tal como un metal. Tanto así que pueden desplazarse fácilmente por el material, por lo cual pueden ser parte de una corriente eléctrica, entonces se dice que estos electrones están deslocalizados cuánticamente, y el material es conductor.
¿Cuál es la clave y aplicaciones del experimento?
La obtención de electrones deslocalizados es la pieza fundamental de esta idea. Estos electrones están presentes en los metales, pero también en materiales a altas temperaturas; por ejemplo, plasmas: estrellas, gases de bulbos-neon encendidos, entre otros. Más aún, también están presentes en moléculas orgánicas; anillos de benceno, por mencionar un notable representante.
Efectivamente, se pueden manufacturar estructura plásticas capaces de conducir electricidad o manipular luz o ambas. De este modo, como muestran algunos diseños de producto, es factible la fabricación de circuitos en tabletas flexibles donde se puede generar, transmitir y almacenar información con el formato de electrones o fotones.
¿Quién investiga este tema?
De hecho en el Laboratorio de Óptica no-lineal de CCADET-UNAM, trabajamos en esta línea de investigación de optoelectrónica. Pues, a temperatura ambiente, insertamos polímeros en matrices de vidrio puro. Estos prototipos son capaces de conducir electricidad y exhibir fenómenos ópticos diversos por lo cual pueden llegar a ser parte de un dispositivo de alta tecnología. Pero, esa es otra historia, que les platicaremos en otro post. Por lo pronto, si están interesados en esta clase de investigaciones, pueden consultar algunos posts sobre nuestros artículos más recientes con moléculas dipolares y octupolares.
Por cierto, esta nota primero se publicó en Amazings como una colaboración
Preguntas para pensar
1) Imagina una llama entre dos condensadores planos, cuando esta cargado el condensador, ¿Qué le pasa a la flama? ¿se inclina en que dirección?
2) Cuando se calienta un metal, ¿hay más electrones libres? ¿Cuántos?
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