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探索低成本可再生能源,科研人员把目光投向了常被忽视的“冰能”。2025年8月27日,西安交通大学航天航空学院力化学耦合与智能介质实验室申胜平团队等在《Nature Physics》报道:常见六方冰在非均匀变形下会产生极化并输出电信号,证实冰的挠曲电性,并揭示其在温度低于-110℃下的表面铁电行为(表层分子像小磁针那样整齐指向,电极性可切换),然而力电转换强度远达不到实用。为了增强冰的挠曲电性,研究团队进一步于2025年9月15日在《Nature Materials》发表新作,提出在冰里掺少量食盐的方法。这样做会让冰晶之间的“缝隙”形成纳米级的薄薄盐水通道;当冰被弯曲时,这些盐水会从受压一侧被“挤”向受拉一侧,因界面携带净电荷而形成电流。研究团队把这一全新的力—电转换方式命名为“挠曲流电效应”。结果非常亮眼:在约25%(质量分数)的NaCl条件下,冰的等效挠曲电系数被放大到约3 μC/m,比纯冰提升了3个数量级。

, authors=null, authorsList=null, authorCompany=null, correspAuthors=null, authorNote=null, correspAuthorsNote=null, copyrightStatement=All rights reserved. Unauthorized reproduction is prohibited., copyrightOwner=null, extLink=null, articleAbsUrl=null, sourceXml=null, magXml=null, pdfUrl=null, pdf=null, pdfFileSize=null, pdfExtLink=null, richHtmlUrl=null, mobilePdfUrl=null, reviewReport=null, pdfFirstPage=null, abstractGraph=null, abstractGraphContent=null, abstractVideo=null, citation=null, cebUrl=null, magXmlContent=null, mapNumber=null, fund=null), CN=ArticleExt(id=1208357735264010747, articleId=1208357734458704349, tenantId=1146029695717560320, journalId=1146031591421210625, language=CN, title=掺盐让冰发电迈向寒区低成本能量采集, columnId=1157710593177338394, journalTitle=科技导报, columnName=科技新闻, runingTitle=null, highlight=null, articleAbstract=

探索低成本可再生能源,科研人员把目光投向了常被忽视的“冰能”。2025年8月27日,西安交通大学航天航空学院力化学耦合与智能介质实验室申胜平团队等在《Nature Physics》报道:常见六方冰在非均匀变形下会产生极化并输出电信号,证实冰的挠曲电性,并揭示其在温度低于-110℃下的表面铁电行为(表层分子像小磁针那样整齐指向,电极性可切换),然而力电转换强度远达不到实用。为了增强冰的挠曲电性,研究团队进一步于2025年9月15日在《Nature Materials》发表新作,提出在冰里掺少量食盐的方法。这样做会让冰晶之间的“缝隙”形成纳米级的薄薄盐水通道;当冰被弯曲时,这些盐水会从受压一侧被“挤”向受拉一侧,因界面携带净电荷而形成电流。研究团队把这一全新的力—电转换方式命名为“挠曲流电效应”。结果非常亮眼:在约25%(质量分数)的NaCl条件下,冰的等效挠曲电系数被放大到约3 μC/m,比纯冰提升了3个数量级。

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(图片来源:notebookcheck)

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掺盐让冰发电迈向寒区低成本能量采集
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科技导报 | 科技新闻 2025,43(18): 8-8
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掺盐让冰发电迈向寒区低成本能量采集
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    探索低成本可再生能源,科研人员把目光投向了常被忽视的“冰能”。2025年8月27日,西安交通大学航天航空学院力化学耦合与智能介质实验室申胜平团队等在《Nature Physics》报道:常见六方冰在非均匀变形下会产生极化并输出电信号,证实冰的挠曲电性,并揭示其在温度低于-110℃下的表面铁电行为(表层分子像小磁针那样整齐指向,电极性可切换),然而力电转换强度远达不到实用。为了增强冰的挠曲电性,研究团队进一步于2025年9月15日在《Nature Materials》发表新作,提出在冰里掺少量食盐的方法。这样做会让冰晶之间的“缝隙”形成纳米级的薄薄盐水通道;当冰被弯曲时,这些盐水会从受压一侧被“挤”向受拉一侧,因界面携带净电荷而形成电流。研究团队把这一全新的力—电转换方式命名为“挠曲流电效应”。结果非常亮眼:在约25%(质量分数)的NaCl条件下,冰的等效挠曲电系数被放大到约3 μC/m,比纯冰提升了3个数量级。

    探索低成本可再生能源,科研人员把目光投向了常被忽视的“冰能”。2025年8月27日,西安交通大学航天航空学院力化学耦合与智能介质实验室申胜平团队等在《Nature Physics》报道:常见六方冰在非均匀变形下会产生极化并输出电信号,证实冰的挠曲电性,并揭示其在温度低于-110℃下的表面铁电行为(表层分子像小磁针那样整齐指向,电极性可切换),然而力电转换强度远达不到实用。为了增强冰的挠曲电性,研究团队进一步于2025年9月15日在《Nature Materials》发表新作,提出在冰里掺少量食盐的方法。这样做会让冰晶之间的“缝隙”形成纳米级的薄薄盐水通道;当冰被弯曲时,这些盐水会从受压一侧被“挤”向受拉一侧,因界面携带净电荷而形成电流。研究团队把这一全新的力—电转换方式命名为“挠曲流电效应”。结果非常亮眼:在约25%(质量分数)的NaCl条件下,冰的等效挠曲电系数被放大到约3 μC/m,比纯冰提升了3个数量级。

    . 掺盐让冰发电迈向寒区低成本能量采集. 科技导报, 2025 , 43 (18) : 8 -8 .
    . Science & Technology Review, 2025 , 43 (18) : 8 -8 .
    探索低成本可再生能源,科研人员把目光投向了常被忽视的“冰能”。2025年8月27日,西安交通大学航天航空学院力化学耦合与智能介质实验室申胜平团队等在《Nature Physics》报道:常见六方冰在非均匀变形下会产生极化并输出电信号,证实冰的挠曲电性,并揭示其在温度低于-110℃下的表面铁电行为(表层分子像小磁针那样整齐指向,电极性可切换),然而力电转换强度远达不到实用。为了增强冰的挠曲电性,研究团队进一步于2025年9月15日在《Nature Materials》发表新作,提出在冰里掺少量食盐的方法。这样做会让冰晶之间的“缝隙”形成纳米级的薄薄盐水通道;当冰被弯曲时,这些盐水会从受压一侧被“挤”向受拉一侧,因界面携带净电荷而形成电流。研究团队把这一全新的力—电转换方式命名为“挠曲流电效应”。结果非常亮眼:在约25%(质量分数)的NaCl条件下,冰的等效挠曲电系数被放大到约3 μC/m,比纯冰提升了3个数量级。
    这一效应还有2条“指纹”进一步佐证:其强度随施加外力驱动频率升高而减弱(符合“液体要花时间流动”的直觉),温度越低通道越容易冻结,信号也随之回落到纯冰水平。基于此,研究团队做出了2类“冰器件”雏形:几何不对称的圆台和可弯曲的细梁,成功把外力转成可测的电压输出;其中细梁的等效压电表现已接近高性能压电晶体的量级。这意味着,在寒冷地区就地取材做传感与微型能量采集开始具备可行性。当然,距离应用还需解决盐冰的力学疲劳和电学损耗2大难题。
    同期,《Nature Materials》发布News & Views评论,指出“盐把冰变成强挠曲电材料”的意义在于:它把“固体骨架+离子液体通道”的界面耦合变成了可工程化的机电转换思路。该工作还为理解自然现象提供了新线索:从雷暴云中冰粒带电,到木卫二、土卫二等“冰封海洋世界”在应力扰动下可能出现的电学活动,都可能与类似机制有关。
    (综合《Nature Physics》《Nature Materials》、西安交通大学官网)

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    species
    占总种数比例
    Percentage of total
    species (%)
    鹅膏菌科Amanitaceae 2 11 5.26 鹅膏菌属 Amanita 10 4.78
    小菇科 Mycenaceae 2 12 5.74 丝盖伞属 Inocybe 5 2.39
    多孔菌科 Polyporaceae 8 14 6.70 蜡蘑属 Laccaria 5 2.39
    红菇科 Russulaceae 3 23 11.00 小皮伞属 Marasmius 6 2.87
    小菇属 Mycena 11 5.26
    光柄菇属 Pluteus 5 2.39
    红菇属 Russula 17 8.13
    栓菌属 Trametes 5 2.39
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