Sama sähkö, joka lyö sormiasi, kun kosketat puhelinta, tai saa hiukset tarttumaan ilmapalloon, voisi jonain päivänä käyttää sähköä.
Staattinen sähkö on suhteellisen yksinkertainen ilmiö, joka tapahtuu, kun materiaalin sisällä tai pinnalla on epätasapaino sähkövarauksien suhteen. Ilmeisesti kaikki tietävät tämän hieman tuskallisen napsautuksen sormenpäissään. Se johtuu siitä, että varaus kerääntyy siihen asti, kunnes se saa mahdollisuuden poistua muodostaen sähkövirran. Mutta entä jos ihmiset oppivat käyttämään tätä latausta menettämisen sijaan?
Tätä mahdollisuutta tutkivat Buffalon yliopiston ja Kansasin osavaltion yliopiston tutkijat.
”Lähes kaikkien on täytynyt saada kevyt sähköisku ovenkahvasta tai nähdä lasten hiukset tarttumassa ilmapalloon. Tämän energian hyödyntämiseksi elektroniikassamme meidän on ymmärrettävä paremmin sen takana olevat voimat”, sanoi James Chen, apulaisprofessori kone- ja avaruustekniikasta Buffalon yliopiston teknillisen korkeakoulun insinööritieteiden korkeakoulussa.
Tutkimuksessa todettiin, että staattinen sähkö johtuu pienistä rakenteellisista muutoksista.
Nyt Chen ja hänen kumppaninsa Zayd Leseman, Kansas State Universityn mekaniikan ja ydintekniikan apulaisprofessori, työskentelevät triboelektrisen vaikutuksen tutkimiseksi. Tämä termi kuvaa ilmiötä, jossa materiaali latautuu sähköisesti kosketuksessa toisen materiaalin kanssa kitkan kautta.
“Kitka sormien ja älypuhelimen näytön välillä. Ranne ranteen ja kellon välillä. Tasainen kitka kenkien ja maan välillä. Kaikki nämä ovat suuria potentiaalisia energialähteitä, joita voidaan käyttää”, tutkija selitti.
Mainosvideo:
Vaikka triboelektrinen vaikutus on kuvattu muinaisina aikoina, sen ymmärtämiseksi se vaati nanoteknologian syntymistä, toisin sanoen erittäin pienten materiaalihiukkasten tutkimista.
”Tutkimuksemme tulokset antavat vastauksen muinaiseen arvoitukseen; he voivat yhdistää olemassa olevia teorioita. Numeeriset tulokset ovat yhdenmukaisia julkaistujen kokeellisten havaintojen kanssa”, Chen kommentoi.
Tutkijat käyttävät sekä tietokonemalleja että fyysisiä kokeita niin kutsuttujen "triboelektristen nanogeneraattoreiden" (TENG) kehittämiseksi, jotka pystyvät varastoimaan staattista sähköä.
Tutkimus sai tukea National Science Foundationilta 400 000 dollaria. Tutkijoiden mukaan heidän työnsä tulokset palvelevat suuria tavoitteita.
Saadut tulokset voivat siten auttaa kehittämään kestävämpiä ja kestävämpiä energialähteitä. Viime kädessä tutkimus voisi parantaa taloudellista turvallisuutta ja hyödyttää yhteiskuntaa vähentämällä perinteisten energialähteiden tarvetta, sanovat tutkijat.
Koska energian tarve kasvaa jatkuvasti, kun maailma muuttuu yhä teknologisemmaksi, staattinen sähkö voi olla erittäin arvokas ja käytännöllinen lisälähde.
Natalia Golovakha