西安交通年夜学力化学耦合与智能介质试验室和互助者经由过程试验初次展现了冰的挠曲电效应，并发明冰于约160K（开尔文）时发生外貌铁电相变。这一发明不仅为理解冰的本征物性提供了新视角，也为摸索冰于天然带电征象中的潜于作用斥地了新标的目的。近日，该研究结果发表于《天然-物理学》。
冰是天然界中漫衍最广泛的固体之一，由水份子（H?O）之间的氢键收集组成。只管单个水份子具备极性，但受限在Bernal Fowler（伯纳尔-福勒）法则，常压下形成的平凡冰（六方Ih相）于总体上呈非极性布局，是以不具有压电性，没法于受压时孕育发生电极化。然而，于天然界中，冰的碰撞及断裂历程常伴有显著充电征象，特别于雷暴云中，冰粒及霰粒的碰撞被认为是闪电电荷堆集的重要来历之一，但其暗地里的力-电耦合机制却持久未明。 团队和互助者设计了一种非凡的电容梁布局：于两片金属电极之间填充超纯水，使用外貌张力限定其于电极区域内不扩散，随后于低温下冻结形成冰梁。经由过程动态机械阐发仪（DMA）对于样品施加三点弯曲变形，同时丈量由应变梯度诱发的电极化相应，进而得到冰的挠曲电系数。成果注解，冰确凿具备挠曲电性，其挠曲电系数处在~nC/m量级，与典型氧化物陶瓷相称。
样品制备和挠曲电表征。西安交通年夜学供图 ? 研究团队进一步丈量了冰的挠曲电系数随温度的变化。不雅测到三个区间：203~248K规模内，系数相对于不变，属在本征相应区间；高在248K，旌旗灯号发散，并陪同180 相位翻转和显著蠕变，这源在冰外貌预熔化效应的影响；低在203K，系数显著上升并于160K四周形成峰值，随后减三木SEO-小。 该研究结果不仅拓展了对于冰这类自然固体的认知界限，也将其纳入了 智能介质 的研究领域。除了了于严寒情况华夏位制备低成本换能器方面具备潜于运用远景，该研究对于理解触及冰或者类冰界面水的诸多天然征象亦具备深远意义。 审稿人认为，这项主要的丈量为摸索冰的挠曲电效应及铁电性于地球和其他行星云层中冰晶带电历程中的可能作用打开了年夜门 这一历程还没有获得很好理解，甚至险些未被理解，但倒是年夜气征象的焦点。 相干论文信息：https://doi.org/10.1038/s41567-025-02995-6版权声明：凡本网注明“来历：中国科学报、科学网、科学新闻杂志”的所有作品，网站转载，请于正文上方注明来历及作者，且不患上对于内容作本色性改动；微信公家号、头条号等新媒体平台，转载请接洽授权。邮箱：shouquan@stimes.cn。-bevictor伟德官网
