Sedan forntida tider har det varit känt att efter friktion lockas små föremål till varandra eller omvänt avvisas. För århundraden sedan upptäckte forskare att elektriska laddningar var ansvariga. Men fysiker argumenterar fortfarande om varför gnidningskroppar laddas. Men nyligen har experter äntligen hittat svaret.
Den nya versionen, som är i utmärkt överensstämmelse med de experimentella uppgifterna, beskrivs i en vetenskaplig artikel accepterad för publicering i tidskriften Physical Review Letters. Under tiden kan du bekanta dig med dess förtryck. Forskningen leds av Laurence Marks från Northwestern University i USA.
Det första omnämnandet av elektrifiering genom friktion är förknippat med namnet på den antika grekiska filosofen Thales of Miletus, som bodde under 7 - 6: e århundradet f. Kr. Han märkte att pälsen, gned med en bärnstenspinne, lockar till sig dammfläckar. Förresten, det antika grekiska ordet "elektron" (ἤλεκτρον) betyder bokstavligen "bärnsten".
Hittills har fysiker inte kunnat pålitligt fastställa vad som är mekanismen bakom elektrifiering genom friktion, även kallad triboelektrisk effekt i vetenskapliga kretsar.
Den nya teorin kopplar den till flexoelektrisk effekt. Detta fenomen uppstår när ett dielektrikum utsätts för ojämn deformation (det vill säga graden av deformation varierar från punkt till punkt), en potentiell skillnad uppstår i den. Detta beror på att elektriska laddningar distribueras inuti ämnet.
Under tiden är till och med de jämnaste ytorna på nanoskalan ett otänkbart kaos av "bergskedjor" och "fördjupningar". När de gnuggas deformeras dessa små oegentligheter, vilket borde framkalla en flexoelektrisk effekt.
Enligt beräkningarna av författarna inträffar en potentiell skillnad på ± 1-10 volt. Detta är tillräckligt för att tillhandahålla elektrifiering genom friktion.
Kampanjvideo:
Modellen överensstämmer med flera typer av experimentella resultat. Så hon förklarar varför föremål laddas av friktion, även om de är gjorda av samma material. Den ojämna fördelningen av triboelektrisk laddning blir också tydlig. Dessutom förutsäger teorin perfekt resultat av mätningar av ytladdningstätheten.
Vi lägger till att denna upptäckt lovar praktiska fördelar. Således används elektrifiering genom friktion i en mängd olika anordningar. Och i andra fall, tvärtom, måste det förhindras, eftersom en glidande gnista kan orsaka brand. En djupare förståelse av effekten av effekten gör det möjligt för ingenjörer att använda den mer effektivt eller, omvänt, bli av med den.
Och naturligtvis är det trevligt att veta varför din älskade katt släpper ut gnistor (även om det är möjligt att det fortfarande är gammal kattmagi).
Anatoly Glyantsev
