スペインICN2(カタルーニャ・ナノ科学技術研究所)らの最新研究で、氷は機械的な圧力を受けて変形すると、電気を発生する性質を持っていることが明らかになりました。
こうした性質は「フレキソエレクトリック(flexoelectric)」と呼ばれます。
私たちが学校で習うように、水の分子(H₂O)は「酸素原子」と「水素原子」からできており、電気的にプラスとマイナスの性質をもっています。
しかし水が凍って氷になると、分子が規則正しく並び、全体としてはそのプラスとマイナスが打ち消し合うため、通常の氷は「電気を生み出す性質=圧電性(piezoelectricity)を持たない」と考えられてきました。
ところが今回の国際共同研究は、氷を“曲げる”ことで電気が発生することを初めて実証しました。
これは「フレキソエレクトリシティ」と呼ばれる現象で、物質に不均一な力、つまり片側から押したり曲げたりしたときに、電気的な偏り(分極)が生じ、電圧が発生するという仕組みです。
セラミック材料の一部には以前から確認されていた性質ですが、氷にもこの特徴があるとは想定外でした。
今回の研究では、氷の板を曲げた際に電位が発生することが実際に測定されました。
具体的には、氷のブロックを2枚の金属板の間に置き、計測装置で電圧を記録したのです。
その結果は、雷雨中に氷粒が衝突して電気的に帯電する現象と一致していました。
このことから、研究者たちは「フレキソエレクトリシティ」が雷の電位生成を説明する有力な要因のひとつである可能性を示唆しています。
さらに研究チームは、この氷の特性を実用的に活かす新たな研究の方向性を模索し始めています。
まだ具体的な応用例を語るには時期尚早ですが、氷を利用した新しい電子デバイスの開発につながるかもしれません。