颠覆认知：原来冰块也能发电，还能引发闪电！

我们对于冰块的印象，通常是透明、冰冷、坚硬，是一种再普通不过的物质。我们知道它能让饮料变凉，能用于保存食物，但你可能从未想过，你手中的那一块冰，或许隐藏着足以改变我们对物理世界认知的超凡能力。最近，来自巴塞罗那加泰罗尼亚纳米科学与纳米技术研究所、西安交通大学和纽约州立大学石溪分校的联合研究团队，揭示了普通冰块一个惊人的秘密：它拥有非凡的电学特性。

这项研究的核心发现，是冰块的一种特殊能力，被称为“挠曲电”。这个词听起来很复杂，但原理其实不难理解。简单来说，挠曲电是指当一种材料被不均匀地弯曲或形变时，它能够在表面产生电荷。我们之前只在一些特定的晶体材料中发现过这种现象，但现在，科学家们首次证实，就连我们日常生活中最常见的冰块，也具有这种特性。当一块冰受到机械应力，比如被挤压或弯曲时，它内部的分子结构会发生轻微变化，从而产生电荷。

这不仅仅是一个有趣的物理现象，它还可能解答一个困扰了科学家们很久的自然谜团：闪电是如何形成的。我们知道，雷暴云中的闪电是由于云层内部的电荷分离和积累导致的。而云层的主要组成部分就是冰晶。研究人员推测，在风暴云剧烈的气流作用下，冰晶之间会发生快速、不规则的碰撞和弯曲，这种挠曲电效应可能就是产生电荷、引发闪电的重要原因之一。这项研究为我们理解闪电的形成机制提供了全新的视角。

除了挠曲电，科学家们还在研究中有了另一个意外发现。当冰块被冷却到零下113摄氏度以下的极低温度时，它的表面会形成一个神奇的“铁电”薄层。铁电性是指一种材料能够自发地产生电极化，并且这种极化方向可以通过外部电场进行反转。这就像一个微型磁铁，即使没有外力，它也具有天然的极性，而且它的“南北极”可以被人为翻转。这项发现本身就非常酷，因为它意味着冰块在极端低温下，除了挠曲电之外，还拥有另一种独特的发电和储存电能的方式。

这项研究的突破，远不止于解开闪电之谜。它为我们打开了一个全新的领域，让我们可以重新审视水的固态形态。如果冰块的这些电学特性能够被我们掌握和利用，未来或许可以开发出基于冰的新型传感器、能源存储设备，甚至是环境友好的电子元件。从自然现象到未来科技，我们身边最普通的物质——冰，正以一种前所未有的方式，向我们展示它的非凡潜能。

参考资料：DOI: 10.1038/s41567-025-02995-6