在地球的两极、高山之巅，乃至你冰箱的冷冻室，冰——这种最常见不过的物质，长久以来被视作电学上的“绝缘体”。然而，一项由西安交通大学及其合作者联合完成的最新研究，彻底颠覆了这一认知，冰不仅能“冻人”，还能“发电”。

弯曲时能够产生电流的特性被称为“挠曲电效应”（flexoelectricity），即非均匀变形（应变梯度）可打破空间反演对称性，从而在任意对称性的绝缘体中诱发电极化。该效应近年来颇受关注，已在液晶，陶瓷，骨骼，聚合物，生物薄膜等体系中得到实验观测，这也引起了该研究团队的好奇，冰是否也具有挠曲电性？

为了验证冰的挠曲电效应，研究团队设计了一套实验装置：他们在两块金属电极之间精心制备了一块纯水冰薄片，通过三点弯曲法施加应力，并实时测量电荷响应，进而获得冰的挠曲电系数。结果表明，冰与常用于传感器和电容器等先进技术中的TiO2和SrTiO3等基准电陶瓷的挠曲电性相当，达到了~nC/m量级。

根据测试，这种效应在冰的整个稳定温度范围内都存在，更令人惊奇的是，在160K（约-113°C）附近，冰的表面还出现了“ferroelectricity”（铁电性）——即冰表面自发极化，并能在外电场作用下像是磁铁一样翻转方向。这意味着，冰具备两种发电机制：在较高温度下通过弯曲产生电荷，在极低温度下则可以通过表面极化发电。

除了确定了冰可以发电，该项研究也为雷电的产生提供了一种新的解释。因为雷暴云中的冰粒和霰粒碰撞常被认为是雷电电荷积累的主要来源，但由于冰不是压电材料，单纯压缩无法产生电荷，过去雷电产生的现象一直缺乏明确的物理机制来解释，长期困扰着气象学界。而这项研究提供了新的线索：冰在碰撞过程中可能发生非均匀变形，从而触发挠曲电效应，进而产生电荷，这与雷暴云中观测到的电荷分布高度吻合。

除了揭示自然现象，这项发现也为低温电子器件的开发提供了新思路。在极地或高海拔环境，甚至外星球中，冰可能可以成为一种原位制造的能量转换材料，用于传感器、换能器等设备。