Учёные впервые зафиксировали, как лёд вырабатывает электричество при изгибе

Группа исследователей из разных стран доказала, что обычный лёд способен производить электрический заряд, если его согнуть. Это стало возможным благодаря флексоэлектрическому эффекту, который впервые наблюдали у льда Ih — самой распространённой формы замёрзшей воды на планете. Результаты работы опубликованы в Nature Physics.

Эксперимент выглядел довольно просто: между двумя металлическими контактами поместили кусок очищенного льда и надавили на него с помощью изолирующей опоры. При деформации внутри конструкции возникал слабый электрический ток. Хотя с виду установка была незамысловатой, процесс исследований и проверок занял почти три года.

Флексоэлектрический эффект проявляется, когда материал поляризуется в результате неравномерного изгиба. В отличие от пьезоэлектричества, он может возникать даже в неидеально организованных структурах. Удивительно, но лёд показал электрическую активность, сравнимую с некоторыми специализированными керамическими материалами, используемыми в сенсорах.

Кроме того, при температуре около −113 °C учёные зафиксировали у льда сегнетоэлектрические свойства — способность самопроизвольно менять поляризацию под действием внешнего поля. Это открывает новые возможности для понимания поведения льда в экстремальных условиях.

Одним из важных результатов стало то, что новое открытие помогает глубже понять процессы, происходящие в грозовых облаках. Учёные предполагают, что именно флексоэлектрический эффект в столкновениях ледяных кристаллов может объяснить, как возникает электричество в атмосфере перед молнией.

Хотя практическое применение этих свойств ещё только предстоит изучить, сам факт того, что лёд может служить источником электричества, открывает новые горизонты в физике и материаловедении.

Источник: Naked-Science.