研究發現冰在彎曲時會產生電
【大紀元2025年09月02日訊】（大紀元記者陳俊村報導）有研究發現，冰是一種具有撓曲電效應的材料，當它在不均勻變形時可以產生電力。這項發現可能對未來技術設備的發展具有重要意義，而且有助於解釋雷暴中閃電的形成等自然現象。
西班牙巴塞隆納自治大學（Autonomous University of Barcelona）在9月1日發布的新聞稿中指出，冰凍的水是地球上最豐富的物質之一。它存在於冰川、山峰和極地冰蓋中。儘管它是一種眾所周知的物質，但科學家對其特性的研究仍不斷取得進展。
在由該校和加泰隆尼亞奈米科學與奈米技術研究所（Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology，ICN2）等研究機構所共同參與的一項國際研究中，研究人員首次證明普通的冰是一種撓曲電材料。
換句話說，當冰受到機械變形時就可以產生電力。這項研究代表人們對冰的機電特性的了解向前邁出了重要一步。
研究人員發現，冰在任何溫度下都會在機械應力的作用下產生電荷。此外，他們在低於-113℃的溫度下，在冰的表面發現了一層薄薄的「鐵電」層。
這意味著冰的表面可以形成自然的電極化，當施加外部電場時，這種電極化可以逆轉——類似於磁鐵的磁極翻轉。
因此，冰可能有兩種發電方式，一種是在極低溫度下的鐵電性（ferroelectricity），另一種是在較高溫度下的撓曲電性（flexoelectricity）。
這種特性使冰與二氧化鈦等電子陶瓷材料處於同等地位，目前二氧化鈦被應用在感測器和電容器等先進技術上。
這項研究的另一個驚人發現是它與大自然的關連。研究結果表明，冰的撓曲電性可能在雷暴期間雲層的帶電過程中發揮作用，進而成為閃電的起源。
ICN2氧化物奈米物理組負責人加泰隆（Gustau Catalán）說：「在我們的研究中，我們測量了彎曲一塊冰塊所產生的電位。具體來說，我們將冰塊放在兩塊金屬板之間，並連接到一個測量裝置上。結果與先前在雷暴天氣中觀察到的冰粒子碰撞結果相符。」
因此，撓曲電現象可能是雷暴天氣中產生電位並引發閃電的可能原因之一。
該團隊的研究人員已經在探索新的研究方向，希望能利用冰的這些特性來實現現實世界中的應用。
研究人員說，這項發現可能為開發使用冰作為活性材料的新型電子設備鋪平道路，這種活性材料可以在寒冷的環境中直接製造。
上述研究成果於8月27日發表在《自然-物理學》（Nature Physics）期刊上。
責任編輯：葉紫微
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