Кажущийся простым и обыденным лёд, который мы добавляем в напитки, оказался способен вырабатывать электрическую энергию при механической деформации. Это удивительное открытие разрешает давнюю научную загадку: почему не обладающий пьезоэлектрическими свойствами лёд способен генерировать электрические разряды в природных условиях, например, при образовании молний во время грозы. Разгадка кроется в флексоэлектрическом эффекте — явлении, при котором электрический заряд возникает в результате изменения формы материала, независимо от его кристаллической структуры.
В экспериментальных условиях исследователи размещали ледяную пластину между двумя электродами и регистрировали возникновение электрического потенциала при её изгибе в различных температурных режимах. Полученные данные количественно соответствуют показателям, наблюдаемым при столкновении ледяных частиц в грозовых облаках, что подтверждает практическую значимость открытия.
Особенно интересным оказалось обнаружение сегнетоэлектрического слоя на поверхности льда при экстремально низких температурах, достигающих -113°C. Этот слой способен к самопроизвольной поляризации, которая может изменяться под влиянием внешнего электрического поля. Таким образом, лёд проявляет двойной механизм генерации электричества: сегнетоэлектрический при сверхнизких температурах и флексоэлектрический вплоть до температуры плавления.
Данные свойства позволяют рассматривать лёд как перспективный материал для электротехнических применений, ставя его в один ряд с современными электрокерамическими материалами типа диоксида титана, используемыми в датчиках и конденсаторах. Кроме того, открытие предоставляет новое объяснение атмосферным явлениям.
А «ледяные батареи» снижают нагрузку на энергосистему.
