Фізикам вдалося пояснити причину виникнення трибоелектричного ефекту, який спричиняє появу статичної електрики під час взаємодії двох поверхонь. Виявилося, що ключову роль у цьому процесі відіграє ковзання: через еластичний зсув передня і задня частини об'єкта зазнають різних деформацій, виникає різниця в електричних зарядах й утворюється статична електрика. Це відкриття може допомогти в покращенні технологій, пов'язаних із електростатичними процесами, і забезпечити нові рішення для проблем, що виникають у виробництві та енергетиці через статичну електрику. Дослідження опублікували в журналі Nano Letters.
GIPHY
Як встановили причини виникнення статичної електрики?
Багато процесів у нашому світі залежать від статичної електрики, імовірно, вона допомогла утворитися нашій планеті, з'єднуючи перші частинки пилу. Народження статичної електрики при терті двох матеріалів науковці називають трибоелектрикою, а передачу заряду між поверхнями — трибоелектричним ефектом. Нові дослідження виявили, що під час тертя поверхонь двох предметів передня частина ковзного тіла зазнає інших деформацій, ніж задня. Це створює потік струму, подібно до того, як різниця в тиску повітря над і під крилом літака призводить до утворення підіймальної сили.
Виявити причини цього явища науковцям допомогла нова модель, яка показала, що на початку ковзання виникає різниця в напруженнях, яка і спричиняє появу заряду для різних матеріалів. Модельні розрахунки виявилися узгодженими з тими струмами, які фіксували під час експериментів з ковзанням різних матеріалів. Хоча нова модель не пояснює всі аспекти трибоелектрики, вона надає чітке розуміння основного механізму її виникнення. Це відкриття може мати значний вплив на подальші дослідження в області матеріалознавства та електрики, адже тепер вчені можуть не лише краще розуміти явище статичної електрики, але й потенційно навчитися контролювати його.
Які ще відкриття робили у галузі електрики
⚡️ Китайські інженери розробили крихітний електрогенератор, який здатен виробляти електрику просто завдяки тепловому руху молекул у рідині.
🦠 А от біоінженери доручили це завдання кишковій паличці: вона не лише виробила електроенергію, але й очистила стічні води у процесі.
🧠 Оскільки імпланти для мозкової стимуляції використовують електричний струм, їх придумали заряджати від рухів грудної клітини під час дихання.
🔋 Запасати електроенергію навчилися за допомогою цементу і сажі, які є доступними та дешевими матеріалами. У результаті отримали ефективну альтернативу традиційним батареям.