研究显示，冰在不均匀变形时可以产生电。此为冰块示意图。(Shutterstock)

有研究发现，冰是一种具有挠曲电效应的材料，当它在不均匀变形时可以产生电力。这项发现可能对未来技术设备的发展具有重要意义，而且有助于解释雷暴中闪电的形成等自然现象。

西班牙巴塞隆纳自治大学（Autonomous University of Barcelona）在9月1日发布的新闻稿中指出，冰冻的水是地球上最丰富的物质之一。它存在于冰川、山峰和极地冰盖中。尽管它是一种众所周知的物质，但科学家对其特性的研究仍不断取得进展。

在由该校和加泰隆尼亚奈米科学与奈米技术研究所（Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology，ICN2）等研究机构所共同参与的一项国际研究中，研究人员首次证明普通的冰是一种挠曲电材料。

换句话说，当冰受到机械变形时就可以产生电力。这项研究代表人们对冰的机电特性的了解向前迈出了重要一步。

研究人员发现，冰在任何温度下都会在机械应力的作用下产生电荷。此外，他们在低于-113℃的温度下，在冰的表面发现了一层薄薄的“铁电”层。

这意味着冰的表面可以形成自然的电极化，当施加外部电场时，这种电极化可以逆转——类似于磁铁的磁极翻转。

因此，冰可能有两种发电方式，一种是在极低温度下的铁电性（ferroelectricity），另一种是在较高温度下的挠曲电性（flexoelectricity）。

这种特性使冰与二氧化钛等电子陶瓷材料处于同等地位，目前二氧化钛被应用在感测器和电容器等先进技术上。

这项研究的另一个惊人发现是它与大自然的关连。研究结果表明，冰的挠曲电性可能在雷暴期间云层的带电过程中发挥作用，进而成为闪电的起源。

ICN2氧化物奈米物理组负责人加泰隆（Gustau Catalán）说：“在我们的研究中，我们测量了弯曲一块冰块所产生的电位。具体来说，我们将冰块放在两块金属板之间，并连接到一个测量装置上。结果与先前在雷暴天气中观察到的冰粒子碰撞结果相符。”

因此，挠曲电现象可能是雷暴天气中产生电位并引发闪电的可能原因之一。

该团队的研究人员已经在探索新的研究方向，希望能利用冰的这些特性来实现现实世界中的应用。

研究人员说，这项发现可能为开发使用冰作为活性材料的新型电子设备铺平道路，这种活性材料可以在寒冷的环境中直接制造。

上述研究成果于8月27日发表在《自然-物理学》（Nature Physics）期刊上。