Вчені нарешті розкрили таємницю статичної електрики, загадка якої існувала тисячоліттями.
Починаючи з 600 року до н.е., коли грецький філософ Фалес Мілетський зауважив, що натирання хутра об бурштин викликає притягання пилу, люди спостерігали явище, яке тепер ми знаємо як статична електрика. Хоча феномен відомий багатьом, наприклад, у вигляді потріскування волосся під час його розчісування або як сила, що притискає повітряну кульку до стелі після натирання об голову, науковці намагалися зрозуміти причину його виникнення протягом століть.
Тепер, завдяки новим дослідженням, ми знаємо, що статична електрика виникає через різні сили, які діють на початку і в кінці ковзного руху двох матеріалів. Це призводить до різниці в заряді між передньою та задньою частинами матеріалу, що викликає потріскування статичної електрики.
“Вперше ми змогли пояснити таємницю, яку ніхто раніше не міг розгадати: чому натирання матеріалів викликає статичну електрику”, — зазначив Лоуренс Маркс, дослідник матеріалів з Північно-Західного університету в США. “Люди намагалися, але не могли пояснити експериментальні результати без припущень, які не мали підґрунтя. Тепер ми це зробили, і відповідь виявилася доволі простою”.
Статична електрика виникає, коли два матеріали натираються один об одного, що відомо як трибоелектричний ефект. Однак сама природа цього ефекту була довгий час загадковою. У 2019 році команда Маркса виявила, що натирання двох матеріалів деформує їхні мікроскопічні виступи, що створює напругу.
У новому дослідженні Маркс і Карл Олсон заповнили прогалини в розумінні процесу. Їхні експерименти та розрахунки показали, що основним чинником у виникненні статичної електрики є пружний зсув — здатність матеріалу витримувати навантаження під час ковзання. Коли ізолюючі поверхні труться, напруження та заряд на передній і задній частинах матеріалу відрізняються, що створює струм між різними зарядами.
Хоча ця модель не пояснює всі аспекти трибоелектрики, вона дозволяє зрозуміти основні механізми її виникнення. Це відкриття може мати важливі практичні наслідки, оскільки статична електрика може створювати проблеми у виробництві та викликати пожежі.
Читайте також: Вчені показали істот, які ніколи не старіють
