Лед умеет вырабатывать электричество: новое открытие ученых

Исследовательская группа из Каталонского института нанонауки и нанотехнологий при Автономном университете Барселоны обнаружила, что лед способен генерировать электричество двумя различными способами. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Physics.

Первый механизм, названный флексоэлектричеством, проявляется при сгибании льда. В отличие от пьезоэлектрического эффекта, который возникает при сжатии материалов с несимметричной кристаллической структурой, лед в обычной гексагональной форме не обладает полярностью в массе. Однако при сгибании создается градиент напряжения: одна сторона льда сжимается, а другая растягивается. Это вызывает разделение положительных и отрицательных зарядов на микроскопическом уровне, что приводит к генерации электрического тока силой около 1,14 +- 0,13 нКл/м.

Второй механизм проявляется при экстремально низких температурах. При охлаждении льда до 160 К (-113°C) тонкий поверхностный слой начинает демонстрировать сегнетоэлектрические свойства. Это означает, что лед реагирует на изменения электрического поля подобно магнитному железу, развивая естественную электрическую поляризацию.

Ученые предполагают, что обнаруженные свойства могут объяснить механизм формирования молний в грозовых облаках. Существующая теория предполагает, что сталкивающиеся кристаллы льда в облаке действуют как гигантский генератор Ван де Граафа, но точный механизм этого процесса до сих пор оставался неясным. Новые данные о электрических свойствах льда могут стать ключом к пониманию этого природного явления.

Источник: New Atlas