9 月 4 日消息，國(guó)際科研團(tuán)隊(duì)在《自然?物理學(xué)》發(fā)表最新研究，證實(shí)普通冰具備“撓曲電效應(yīng)”，即在彎曲或不均勻變形后能產(chǎn)生電荷。該現(xiàn)象可解釋雷暴中冰粒碰撞如何帶電，從而引發(fā)閃電。

科學(xué)家達(dá)成的共識(shí)之一，是雷暴中的閃電源自云層內(nèi)冰粒相互碰撞，但此前一直缺乏冰粒如何帶電的直接機(jī)制解釋，主要原因是冰并非壓電材料，單純壓縮無法產(chǎn)電。

研究團(tuán)隊(duì)通過計(jì)算模擬發(fā)現(xiàn)，冰粒在碰撞中發(fā)生的局部不均勻形變足以產(chǎn)生電荷，其數(shù)量與閃電過程已知的電荷轉(zhuǎn)移量相符，這意味著撓曲電效應(yīng)可能是云層帶電的重要驅(qū)動(dòng)機(jī)制，為理解雷電形成提供了新的物理基礎(chǔ)。

除了對(duì)自然現(xiàn)象的解釋，該研究還揭示了極端低溫下冰的特殊性質(zhì)。當(dāng)溫度低于 ?113℃ 后，冰表面會(huì)生成一層具有鐵電性的薄層，這種材料同樣能產(chǎn)生電荷，其性能可媲美先進(jìn)電陶瓷材料二氧化鈦。這一發(fā)現(xiàn)拓展了冰在電子材料領(lǐng)域的潛在應(yīng)用。

科研人員指出，利用冰的這一特性，有望開發(fā)以冰為核心的電子器件，特別適用于低溫環(huán)境下的能源獲取與感測(cè)技術(shù)，這不僅為自然科學(xué)研究提供了突破，也為材料科學(xué)和工程技術(shù)開辟了新方向。