Физики выяснили, что скручивание льда способно вырабатывать электричество

Лёд долгое время считался электрически нейтральным и практически инертным материалом. Он не проводит ток и редко рассматривался физиками как источник электрических эффектов. Однако новое исследование показало, что это представление было неполным.

Международная группа учёных из Испании, Китая и США экспериментально доказала, что обычный гексагональный лёд способен генерировать электрический заряд при механическом воздействии. Речь идёт о так называемой флексоэлектричности. Этот эффект возникает, когда материал подвергается неравномерному напряжению, например при изгибе, растяжении или скручивании.

В отличие от пьезоэлектричества, которое проявляется только у кристаллов с особой структурой, флексоэлектрический эффект возможен практически в любом диэлектрике. Как показали измерения, коэффициент флексоэлектричности льда оказался сопоставим с показателями керамических материалов, таких как диоксид титана или титанат стронция.

По его словам, лёд способен вырабатывать электрический заряд при температурах вплоть до нуля градусов Цельсия.

На этом открытия не закончились. При температурах ниже примерно минус 113 градусов учёные обнаружили на поверхности льда тонкий ферроэлектрический слой. В этом поверхностном слое возникает спонтанная поляризация, направление которой можно менять внешним электрическим полем, по аналогии с переключением магнитных полюсов.

Таким образом, лёд оказался материалом с двойными электрическими возможностями. Он генерирует заряд при механической деформации в широком диапазоне температур и проявляет ферроэлектрические свойства в экстремальном холоде.

Открытие помогает по-новому взглянуть на природные процессы. Исследователи предполагают, что эти свойства могут объяснить разделение электрических зарядов при столкновениях ледяных частиц в грозовых облаках, что в итоге приводит к образованию молний.

В перспективе такие свойства льда могут найти и практическое применение. Речь идёт о простых и дешёвых датчиках, гибких сенсорах или системах сбора энергии в полярных регионах и даже на других планетах.

Лёд, который веками воспринимался как пассивное вещество, неожиданно оказался активным участником электрических процессов. Это открытие меняет само представление о том, на что способен самый обычный замёрзший вода.