راز تولید الکتریسیته ساکن
قطعاً بادکنکی را روی سر خود مالش داده و مشاهده کردهاید که موهای شما میایستد. تقریباً هر کسی حداقل یکبار این تجربه را در زندگی خود داشته است. آیا تا به حال از خود پرسیدهاید که چرا این امر اتفاق میافتد؟ اگرچه الکتریسیته ساکن اولینبار توسط یونانیان باستان مشاهده شد اما دانشمندان تا به حال به طور قطعی نمیدانستند که چرا مالش دو ماده به هم باعث ایجاد بار الکتریکی میشود. حال دانشمندان ممکن است جواب این معما را پیدا کرده باشند.
بر خلاف جریان الکتریکی که از طریق خط برق جریان مییابد، الکتریسیته ساکن، در یک نقطه باقی میماند؛ به این دلیل که این نوع الکتریسیته در موادی تولید میشود که رسانایی ندارند. این نوع مواد مثل مواد پلاستیکی، الکتریسیته را در خود به دام میاندازند. این مواد عایق زمانی که به یک دیگر مالش داده میشوند بارهای الکتریکی را روی هم جمع میکنند.
در یک مطالعه جدید، محققان به دنبال پدیده الکتریکی دیگری به نام Flexoelectricity بودند تا بتوانند پاسخ این سوال را پیدا کنند که آیا این پدیده میتواند چگونگی تولید اصطکاک الکتریسیته ساکن را توضیح دهد یا خیر؟ اثر فلکسو الکتریک، پیدایش خود به خود میدانهای الکتریکی در حین خمش مداوم اما ناهماهنگ در مقیاس نانو است، مانند اینکه انگشت خود را در امتداد دندانهای یک شانه پلاستیک بکشید. (هنگامی که ماده فشرده یا کشیده شود، از خود میدان الکتریکی ایجاد میکند. این اثر در نانوتکنولوژی کاربرد دارد. در فلکسوالکتریک، با خمش ماده میتوان میدان الکتریکی تولید کرد)،
در این مقیاس نانو، حتی اشیاء صاف هم برآمدگیهایی روی سطح خود دارند. این تیم دریافتند که وقتی دو شیء به هم مالش داده میشود، این برآمدگیهای کوچک خم شده و به دلیل اثر فکسو الکتریک، الکتریسیته ساکن تجمع مییابد. یافتههای جدید همچنین توضیح میدهد که چرا عایقهای ساخته شده از یک ماده مشابه، زمانی که به هم مالش داده میشود باز هم تولید ولتاژ میکنند. این یافتهها دانشمندانی را که تصور میکردند تجمع بار ساکن از تفاوت در ماهیت دو مادهی متفاوتی نشآت میگیرد، را سردرگم کرده است.
نتایج نشان میدهد که مواد پلاستیکی تاثیر مهمی در تجمع بار ساکن الکتریکی دارند. این درک جدید میتواند به مهندسان در بهینه سازی مواد برای تولید بیشتر الکتریسیته ساکن و مهار آن برای استفاده در ساخت تکنولوژی پوشیدنی شارژ کمک کند. این یافتهها همچنین میتواند به بهبود ایمنی در مکانهایی مانند پالایشگاههای نفت که حتی یک جرقه میتواند باعث انفجار فاجعهبار شود نیز کمک کند.
