Ученые обнаружили, что обычный лед способен генерировать электричество при изгибе или неравномерной деформации. При экстремально низких температурах он может даже вести себя как сегнетоэлектрик – развивать обратимую поляризацию. Это открытие не только помогает понять, как образуются молнии во время гроз, но и открывает перспективы для создания новых электронных устройств.
Лед (казалось бы, самый обыденный материал на Земле) внезапно оказался “шокирующим” источником электричества. Международная группа исследователей под руководством ученых из Автономного университета Барселоны и ICN2 показала: лед – флексоэлектрический материал. Это значит, что он способен вырабатывать электрический заряд при механических деформациях, особенно при изгибе.
Двойная сила льда
Авторы работы, опубликованной в Nature Physics, отметили: лед генерирует электричество при всех температурах. А при охлаждении ниже –113°C на его поверхности появляется сегнетоэлектрический слой, который можно “переключать” внешним электрическим полем – как магнитные полюса у магнита. “Таким образом, лед способен производить электричество двумя способами: через сегнетоэлектричество в экстремальном холоде и через флексоэлектричество вплоть до 0°C”, – пояснил Синь Вэнь из ICN2.
Лед и молнии
До сих пор оставался загадкой механизм электризации облаков. Известно, что столкновения ледяных частиц порождают потенциал, но лед не является пьезоэлектриком. Новое исследование дает подсказку: именно флексоэлектрические эффекты могут объяснить накопление заряда и последующие удары молнии. “Мы измерили электрический потенциал, возникающий при изгибе ледяной пластины, и результаты совпали с тем, что наблюдается во время гроз”, – отметил профессор Густаво Каталан, руководитель группы оксидной нанофизики ICN2.
Перспективы
Ученые уже думают о применении: от сенсоров и конденсаторов нового поколения до технологий для экстремально холодных условий. Лед может стать необычным, но эффективным активным материалом, создающим электричество там, где традиционные решения невозможны.
