冰並不像外觀上看起來那麼被動。新的研究顯示，普通的冰在彎曲、拉伸或扭曲時可以產生電力。這種不尋常的能力被稱為柔性電性（flexoelectricity），這意味著即使是你飲料中的冰塊也具有隱藏的機電特性。這項研究由位於西班牙的加泰羅尼亞納米科學與納米技術研究院（Institut Catala de Nanociencia I Nanotecnologia, ICN2）、西安交通大學及美國史東布魯克大學的研究團隊共同進行。這項發現揭示了冰的電性行為隨著溫度的變化而改變，這一點可能會改變科學家對地球上最熟悉的材料之一的理解。
“這篇論文改變了我們對冰的看法：從一種被動材料轉變為一種可能在基礎研究和應用中都具有活躍作用的材料，”ICN2的首席作者、納米物理學家溫欣（Xin Wen）在接受《Gizmodo》訪問時表示。多年的研究讓科學家對於冰的電性行為感到困惑，因為冰並不被認為是壓電材料。壓電性是指在材料的極性發生變化時產生的電荷，儘管水分子是極性的，但在形成冰晶時，它們的偶極會相互抵消，這意味著冰不應該以這種方式產生電力。然而，自然界中的冰卻能夠產生電力，例如雷陣雨中的閃電常常是由帶電的冰顆粒碰撞造成的，這一謎團讓科學家感到困惑，因為冰似乎不應該這樣行為。
研究團隊進行了另一種電性的測試：柔性電性。與壓電性不同，柔性電性可以在任何對稱性材料中發生，這使其成為解釋冰異常行為的強有力候選者。在實驗中，科學家將一塊冰置於兩個電極之間，仔細檢查所產生的任何電荷是否為壓電性。當他們彎曲冰塊時，在所有測試的溫度下都有電力產生。ICREA的Gustau Catalán教授解釋道：“在我們的研究中，彎曲冰塊產生的電位被測量。具體來說，這個冰塊被放置在兩個金屬板之間並連接到一個測量設備上，結果與之前在雷陣雨中觀察到的冰顆粒碰撞的結果相符。”
團隊還發現了一個令人驚訝的事實。在極低的溫度下，低於華氏 -171.4 度（攝氏 -113 度），冰的表面出現了一層薄薄的鐵電層。溫欣指出：“這意味著冰的表面可以發展出自然的電極化，當外部電場施加時可以反轉—這類似於磁鐵的極性可以被翻轉。”更令人感興趣的是，他進一步補充說，“冰可能不僅有一種生成電力的方式，而是在非常低的溫度下有鐵電性，以及在更高溫度下到攝氏 0 度的柔性電性。”
這些結果將冰歸入與先進電陶瓷材料，如二氧化鈦相同的類別，這些材料廣泛應用於傳感器和電容器等技術中。冰的“翻轉”能力顯示出其比預期更具多樣性。研究結果也可能解釋自然現象。研究人員指出，他們觀察到的電位與雷陣雨中碰撞冰顆粒所產生的能量非常接近，這表明柔性電性可能在冰在暴風雲內的行為中起到推動作用。溫欣表示：“隨著這一新知識的獲得，我們將重新審視自然界中與冰相關的過程，以尋找冰柔性電性可能產生的其他深遠影響。”
團隊強調，在得出明確結論之前，需要進一步的研究。然而，這一發現顯示，即使是像冰這樣常見的材料也隱藏著令人驚訝的複雜性。曾經看似無反應的材料，實際上可能在技術和自然界中扮演著活躍的角色。該研究發表在《自然物理學》期刊上。
