Физики из Института науки и технологий Австрии (ISTA) в Клостернойбурге совершили прорыв в понимании статического электричества. Исследование, опубликованное 20 февраля в журнале Nature, показало, что предыдущая «история контактов» материала влияет на то, какой заряд он получит при следующем взаимодействии.
Статическое электричество встречается повсюду – от воздушных шариков, потертых о волосы, до молний в грозовом небе и процессов опыления растений. Однако точный механизм передачи заряда между материалами до сих пор оставался загадкой для ученых. «Мы абсолютно не понимаем, что происходит на самом деле», – признается физик Скотт Вайтукайтис из ISTA.
Команда исследователей под руководством Вайтукайтиса и Хуана Карлоса Собарзо сфокусировалась на изучении одного материала – эластичного полимера полидиметилсилоксана (PDMS). Его «податливость» обеспечивала хороший контакт между образцами при экспериментах.
Первоначально передача заряда между образцами PDMS казалась случайной. Однако постепенно выявилась закономерность: образец, многократно контактировавший с другими, при соприкосновении с новым куском полимера всегда приобретал отрицательный заряд.
Это открытие привело к неожиданному выводу: разные образцы одного и того же материала могут образовывать собственный трибоэлектрический ряд – последовательность, определяющую, какой из двух контактирующих объектов зарядится положительно, а какой отрицательно.
Детальное исследование показало, что многократно использованные образцы PDMS становились более гладкими на наноуровне (около 10 нанометров). «Это помогает понять предыдущую нестабильность результатов – материалы, которые кажутся одинаковыми, имеют тонкие различия в наноструктуре», – комментирует химик-инженер Дэниел Лакс из Университета Кейс Вестерн Резерв.
Открытие произошло благодаря упорству Хуана Карлоса Собарзо, который продолжал повторять эксперименты день за днем, несмотря на первоначально непонятные результаты. Это исследование не только проливает свет на причины сложности воспроизведения экспериментов со статическим электричеством, но и открывает путь к пониманию этого явления на наноуровне.
Изображение носит иллюстративный характер
Статическое электричество встречается повсюду – от воздушных шариков, потертых о волосы, до молний в грозовом небе и процессов опыления растений. Однако точный механизм передачи заряда между материалами до сих пор оставался загадкой для ученых. «Мы абсолютно не понимаем, что происходит на самом деле», – признается физик Скотт Вайтукайтис из ISTA.
Команда исследователей под руководством Вайтукайтиса и Хуана Карлоса Собарзо сфокусировалась на изучении одного материала – эластичного полимера полидиметилсилоксана (PDMS). Его «податливость» обеспечивала хороший контакт между образцами при экспериментах.
Первоначально передача заряда между образцами PDMS казалась случайной. Однако постепенно выявилась закономерность: образец, многократно контактировавший с другими, при соприкосновении с новым куском полимера всегда приобретал отрицательный заряд.
Это открытие привело к неожиданному выводу: разные образцы одного и того же материала могут образовывать собственный трибоэлектрический ряд – последовательность, определяющую, какой из двух контактирующих объектов зарядится положительно, а какой отрицательно.
Детальное исследование показало, что многократно использованные образцы PDMS становились более гладкими на наноуровне (около 10 нанометров). «Это помогает понять предыдущую нестабильность результатов – материалы, которые кажутся одинаковыми, имеют тонкие различия в наноструктуре», – комментирует химик-инженер Дэниел Лакс из Университета Кейс Вестерн Резерв.
Открытие произошло благодаря упорству Хуана Карлоса Собарзо, который продолжал повторять эксперименты день за днем, несмотря на первоначально непонятные результаты. Это исследование не только проливает свет на причины сложности воспроизведения экспериментов со статическим электричеством, но и открывает путь к пониманию этого явления на наноуровне.
