Los plasmas de baja temperatura son prometedores para aplicaciones en medicina, Purificación del agua, agricultura, eliminación de contaminantes, síntesis de nanomateriales y más. Sin embargo, la fabricación de estos plasmas por métodos convencionales requiere varios miles de voltios de electricidad, dice David Go, ingeniero aeroespacial y mecánico de la Universidad de Notre Dame. Eso limita su uso fuera de las configuraciones de energía de alto voltaje.

En un trabajo apoyado por la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU., Go y un equipo de investigadores llevaron a cabo una investigación que explora la fabricación de dispositivos de plasma que puedan funcionar sin energía eléctrica; solo necesitan energía humana o mecánica.

Su artículo en Applied Physics Letters presenta una estrategia que los científicos denominan "plasma de conversión de energía" como alternativa a la producción de descargas de "chispas transitorias" sin la necesidad de una fuente de alimentación de muy alto voltaje.

Los investigadores diseñaron, fabricó y probó un dispositivo piezoeléctrico de manivela para generar el plasma. El dispositivo incluye un actuador en forma de concha de caracol que comprime un encendedor de parrilla de gas convencional hecho de un cristal piezoeléctrico para formar el plasma.

Cuando se comprime el cristal piezoeléctrico, está polarizado y genera un voltaje superficial lo suficientemente alto como para iniciar un plasma. La concha de caracol permite que el encendedor se reinicie rápidamente para que se pueda generar una descarga de plasma con cada revolución, no importa qué tan rápido una persona encienda el dispositivo.

El equipo descubrió que el plasma de conversión de energía creado manualmente podría ser más útil cuando se integra en dispositivos que tienen partes giratorias o producen vibraciones de forma natural. como los motores de combustión interna con pistones oscilantes. Por ejemplo, Los plasmas de conversión de energía podrían hacer que el proceso de combustión en los automóviles, aviones y cruceros más eficientes en combustible.

"Este estudio en la interfaz de la física del plasma, La química y la ingeniería es un gran ejemplo de investigación fundamental innovadora con potencial para aplicaciones a corto y largo plazo. "dice Vyacheslav (Slava) Lukin, un director de programa en la División de Física de NSF. "Con estudiantes de pregrado como autores principales del artículo, este proyecto promueve el progreso de la ciencia y contribuye directamente al desarrollo de la futura fuerza laboral STEM para la nación ".