冰变形后可产电首次被证实，未来有望开发以冰为核心的电子器件

9 月 4 日消息，国际科研团队在《自然・物理学》发表最新研究，证实普通冰具备“挠曲电效应”，即在弯曲或不均匀变形后能产生电荷。该现象可解释雷暴中冰粒碰撞如何带电，从而引发闪电。

科学家达成的共识之一，是雷暴中的闪电源自云层内冰粒相互碰撞，但此前一直缺乏冰粒如何带电的直接机制解释，主要原因是冰并非压电材料，单纯压缩无法产电。

研究团队通过计算模拟发现，冰粒在碰撞中发生的局部不均匀形变足以产生电荷，其数量与闪电过程已知的电荷转移量相符，这意味着挠曲电效应可能是云层带电的重要驱动机制，为理解雷电形成提供了新的物理基础。

除了对自然现象的解释，该研究还揭示了极端低温下冰的特殊性质。当温度低于 −113℃ 后，冰表面会生成一层具有铁电性的薄层，这种材料同样能产生电荷，其性能可媲美先进电陶瓷材料二氧化钛。这一发现拓展了冰在电子材料领域的潜在应用。

科研人员指出，利用冰的这一特性，有望开发以冰为核心的电子器件，特别适用于低温环境下的能源获取与感测技术，这不仅为自然科学研究提供了突破，也为材料科学和工程技术开辟了新方向。