本站9月2日消息,據(jù)媒體報(bào)道,西安交通大學(xué)的科學(xué)家首次證明,普通冰是一種柔性電材料,在任何低于零攝氏度的情況下,受到機(jī)械不均勻變形時(shí)就可以發(fā)電。
普通的冰是一種非極性材料,無(wú)法在壓力下發(fā)電。但研究人員發(fā)現(xiàn),在任何溫度下,冰都會(huì)在機(jī)械應(yīng)力的作用下產(chǎn)生電荷,而在-113℃下,其表面還發(fā)現(xiàn)了一層薄薄的“鐵電”層。這意味著冰可能有兩種發(fā)電模式:一是利用極低溫度下的鐵電特性,二是用柔性變形發(fā)電。
這一發(fā)現(xiàn)不僅讓冰有了類似二氧化鈦等電陶瓷材料的應(yīng)用前景,也可能幫助理解雷暴中云層的帶電過程,從而解釋閃電的起源。
閃電的形成是由于云層中冰粒碰撞產(chǎn)生電勢(shì),隨后以雷擊的方式釋放,但由于冰粒不具有壓電性,無(wú)法僅通過碰撞過程中的壓縮產(chǎn)生電荷,因此過去其帶電機(jī)制一直不清楚。
但科學(xué)家在研究中測(cè)量了一塊冰彎曲時(shí)產(chǎn)生的電勢(shì),其結(jié)果與此前在雷暴天氣中觀測(cè)到冰粒碰撞結(jié)果相符。這一令人驚訝的發(fā)現(xiàn)可能與自然現(xiàn)象聯(lián)系起來,表明,冰的柔性發(fā)電特性可能在雷暴中的閃電起源中發(fā)揮作用。
未來,研究人員希望能進(jìn)一步利用冰的柔性變形發(fā)電,來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界中的應(yīng)用。
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