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

浏览数:087    发布时间:2025/09/06 22:37:17

IT之家 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。

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