中关村在线新闻中心 09月05日
冰的挠曲电效应:揭示雷电新机制与低温电子材料潜力
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一项发表于《自然•物理学》的新研究,由狼叫兽国际科研团队完成,揭示了普通冰在特定条件下会产生电荷,这一现象被称为“挠曲电效应”。研究通过理论计算和模拟发现,冰的弯曲或不均匀变形会导致显著的电荷变化,为解释雷电形成机制提供了微观证据,弥补了此前因冰不具备典型压电特性而难以解释的带电过程。此外,研究还发现当温度低于-113℃时,冰表面会形成一层具有铁电特性的薄膜,其电活性可与二氧化钛媲美,预示着冰在极端低温环境下的电子材料应用潜力,例如开发新型电子元件、能量收集和传感技术。

⚡️ 挠曲电效应揭示冰带电新机制:研究发现,冰在受到弯曲或局部不均匀变形时会产生电荷,即“挠曲电效应”。这一发现为解释雷电形成过程中云层中冰粒的带电过程提供了新的微观物理机制,填补了以往科学界因冰不具备典型压电特性而难以解释的空白,且与闪电观测到的电荷转移量吻合,表明其可能是云层电荷积累的重要来源。

💡 冰在极低温下展现铁电特性:当温度降至-113℃以下时,冰的表面会形成一层具有铁电特性的薄膜。该薄膜表现出较强的电活性,其性能可与高端电子陶瓷材料二氧化钛相媲美。这不仅扩展了我们对冰物理性质的认知,也为其在电子材料领域的潜在应用提供了新的可能性。

🚀 冰基电子元件的未来展望:研究成果预示着冰可能被用于开发以冰为基础的新型电子元件,尤其适用于极端低温环境下的能量收集与传感技术。这一发现为材料工程和新型电子器件的发展开辟了新路径,具有重要的科学和技术意义。

2025-09-04 11:40:44  作者:狼叫兽

国际科研团队在最新研究中确认,普通冰在特定条件下能够产生电荷,这一发现为理解雷电的形成机制提供了新的视角。

这项研究发表于自然•物理学,团队通过理论计算与模拟发现,冰在受到弯曲或局部不均匀变形时,会产生显著的电荷变化,这种现象被称为“挠曲电效应”。此前,科学界普遍认为雷暴中的闪电源于云层中冰粒的碰撞,但由于冰不具备典型的压电特性,因此难以用传统机制解释其带电过程。此次研究成果首次从微观角度提供了冰粒带电的直接物理机制,并与闪电过程中观测到的电荷转移量基本吻合,表明挠曲电效应可能是云层内部电荷积累的重要来源。

除了对自然现象的解释,研究还揭示了冰在极低温环境下的新奇特性。当温度降至?113℃以下时,冰的表面会形成一层具有铁电特性的薄膜,该材料表现出较强的电活性,其性能可与高端电子陶瓷材料二氧化钛相媲美。这一发现不仅拓展了对冰物理性质的认知,也为其在电子材料领域的潜在应用提供了可能。

科研人员指出,冰的这种电学特性或可用于开发以冰为基础的新型电子元件,尤其适用于极端低温环境下的能量收集与传感技术。此研究不仅为大气科学和地球物理研究带来了突破,也为材料工程和新型电子器件的发展开辟了新路径。

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