Muinaisista ajoista lähtien on ollut tiedossa, että kitkan jälkeen pienet esineet vetoavat toisiinsa tai päinvastoin ne hylätään. Vuosisatoja sitten tutkijat havaitsivat, että sähkövaraukset olivat vastuussa. Mutta fyysikot kiistävät edelleen siitä, miksi hankauskappaleita ladataan. Mutta viime aikoina asiantuntijat ovat vihdoin löytäneet vastauksen.
Uusi versio, joka on erinomaisesti sopusoinnussa kokeellisen tiedon kanssa, kuvataan tieteellisessä artikkelissa, joka hyväksytään julkaisemiseen Physical Review Letters -lehdessä. Sillä välin voit tutustua sen esipainemiseen. Tutkimusta johti Laurence Marks, Northwestern University, Yhdysvallat.
Ensimmäinen maininta kitkan kautta tapahtuvasta sähköistyksestä liittyy muinaiskreikkalaisen filosofin Thales of Miletus -nimeen, joka asui 7.-6. Vuosisadalla eKr. Hän huomasi, että meripihkapuikolla hierottu turkis houkuttelee pölypisteitä. Muuten, muinaiskreikkalainen sana "elektron" (ἤλεκτρον) tarkoittaa kirjaimellisesti "meripihkaa".
Tähän asti fyysikot eivät ole pystyneet luotettavasti selvittämään, mikä mekanismi on kitkan avulla tapahtuvan sähköistyksen takana, jota tieteellisissä piireissä kutsutaan myös triboelektriseksi vaikutukseksi.
Uusi teoria yhdistää sen fleksoelektriseen vaikutukseen. Tämä ilmiö tapahtuu, kun dielektrikolle altistuu epätasainen muodonmuutos (ts. Muodonmuutosaste vaihtelee pisteestä toiseen), siihen syntyy potentiaaliero. Tämä johtuu siitä, että sähkövaraukset jakautuvat uudelleen aineen sisällä.
Samaan aikaan jopa nanomittakaavan tasaisimmat pinnat ovat käsittämättömiä "vuoristojen" ja "syvyyksien" kaaosta. Hieroessaan nämä pienet epäsäännöllisyydet vääristyvät, minkä pitäisi aiheuttaa flexoelectric vaikutus.
Tekijöiden laskelmien mukaan potentiaaliero on ± 1-10 volttia. Tämä riittää sähköistämiseen kitkalla.
Mainosvideo:
Malli on hyvin sopusoinnussa monentyyppisten kokeellisten tulosten kanssa. Joten, hän selittää miksi esineet latautuvat kitkalla, vaikka ne olisi valmistettu samasta materiaalista. Myös triboelektrisen varauksen epätasainen jakauma selviää. Lisäksi teoria ennustaa täydellisesti pintavarauksen tiheyden mittaustulokset.
Lisäämme, että tämä löytö lupaa käytännöllisiä etuja. Siten kitkasähköistämistä käytetään monissa laitteissa. Ja muissa tapauksissa päinvastoin, se on estettävä, koska liukastettu kipinä voi aiheuttaa tulipalon. Syvempi ymmärrys vaikutuksen luonteesta antaa insinöörien käyttää sitä tehokkaammin tai päinvastoin päästä eroon.
Ja tietenkin, on mukavaa tietää, miksi rakkaasi kissasi päästää kipinöitä (vaikka on mahdollista, että tämä on silti muinainen kissan magia).
Anatoli Glyantsev