Το μυστικό του στατικού ηλεκτρισμού; Είναι συγκλονιστικό

Τρίψτε ένα μπαλόνι στο κεφάλι σας και τα μαλλιά σας θα σηκωθούν. Σχεδόν όλοι το έχουν κάνει, ή τουλάχιστον το έχουν δει. Όμως, παρόλο που ο στατικός ηλεκτρισμός παρατηρήθηκε για πρώτη φορά από τους αρχαίους Έλληνες, οι επιστήμονες εξακολουθούν να μην γνωρίζουν γιατί το τρίψιμο ορισμένων υλικών μεταξύ τους δημιουργεί ηλεκτρικό φορτίο. Τώρα, μπορεί να έχουν την απάντηση.

Σε αντίθεση με το ηλεκτρικό ρεύμα που ρέει μέσω μιας γραμμής ηλεκτρικής ενέργειας, ο στατικός ηλεκτρισμός παραμένει σε λειτουργία. Αυτό συμβαίνει επειδή αυτός ο τύπος ηλεκτρισμού (επίσης γνωστός ως τριβοηλεκτρισμός) συνήθως συσσωρεύεται σε υλικά που δεν μεταφέρουν πολύ καλά φορτίο, όπως το καουτσούκ ή το πλαστικό, γεγονός που τον κάνει να κολλήσει. Αυτοί οι μονωτές συσσωρεύουν ένα στατικό φορτίο όταν τρίβονται μεταξύ τους.

Σε μια νέα μελέτη, οι ερευνητές έτυχε να εξετάζουν ένα άλλο ηλεκτρικό φαινόμενο που ονομάζεται flexoelectricity και αναρωτήθηκαν αν θα μπορούσε να εξηγήσει πώς η τριβή δημιουργεί στατικό ηλεκτρισμό. Το φλεξοηλεκτρικό φαινόμενο είναι η αυθόρμητη εμφάνιση ηλεκτρικών πεδίων κατά τη διάρκεια συνεχούς αλλά ασυνεπούς κάμψης ή κάμψης σε νανοκλίμακα, όπως το να τρέχετε τυχαία το δάχτυλό σας κατά μήκος των δοντιών μιας πλαστικής χτένας.

Σε αυτή τη μικροσκοπική κλίμακα, ακόμη και τα λεία αντικείμενα είναι γεμάτα με προεξέχοντα κομμάτια και βαρίδια. Η ομάδα διαπίστωσε ότι όταν δύο αντικείμενα τρίβονται μεταξύ τους, αυτές οι μικροσκοπικές προεξοχές λυγίζουν και, λόγω του φλεξοηλεκτρικού φαινομένου, αυτό προκαλεί τη συσσώρευση στατικού ηλεκτρισμού, αναφέρουν σήμερα στο Physical Review Letters . Η νέα εξήγηση διευκρινίζει επίσης γιατί οι μονωτές από το ίδιο υλικό εξακολουθούν να παράγουν τάση όταν τρίβονται μεταξύ τους. Αυτό προκάλεσε σύγχυση στους επιστήμονες που θεώρησαν ότι η συσσώρευση στατικού φορτίου μπορεί να οφείλεται σε εγγενείς διαφορές μεταξύ των δύο υλικών που τρίβονται μεταξύ τους.

Τα πλαστικά κάνουν ιδιαίτερα καλή δουλειά στην παραγωγή στατικού ηλεκτρισμού, υποδηλώνουν τα αποτελέσματα. Αυτή η νέα κατανόηση θα μπορούσε να βοηθήσει τους μηχανικούς να βελτιστοποιήσουν τα υλικά για να παράγουν περισσότερο στατικό ηλεκτρισμό και να τον αξιοποιήσουν για να κάνουν πράγματα όπως η τεχνολογία φορητών συσκευών φόρτισης. Τα ευρήματα θα μπορούσαν επίσης να συμβάλουν στη βελτίωση της ασφάλειας σε μέρη όπως τα διυλιστήρια πετρελαίου όπου ακόμη και μια σπίθα μπορεί να προκαλέσει καταστροφική έκρηξη.