Η πρώτη τεκμηρίωση του στατικού ηλεκτρισμού χρονολογείται από το 600 π.Χ. Ωστόσο, ακόμη και μετά από μικροσκοπικά σοκ 2.600 ετών, οι ερευνητές δεν μπόρεσαν να εξηγήσουν πλήρως πώς την προκαλεί το τρίψιμο δύο αντικειμένων μεταξύ τους. Αλλά σύμφωνα με μια ομάδα του Πανεπιστημίου Northwestern, το μυστήριο λύθηκε τελικά. Όπως εξηγείται σε μια μελέτη της 17ης Σεπτεμβρίου που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Νανογράμματαη απάντηση είναι “εκπληκτικά απλή.” Όλα έχουν να κάνουν με μικρές ατέλειες.
«Οι άνθρωποι προσπάθησαν, αλλά δεν μπορούσαν να εξηγήσουν πειραματικά αποτελέσματα χωρίς να κάνουν υποθέσεις που δεν ήταν δικαιολογημένες ή δικαιολογημένες», δήλωσε ο Lawrence Marks, ομότιμος καθηγητής επιστήμης και μηχανικής υλικών, είπε στις 18 Σεπτεμβρίου. «Τώρα μπορούμε… Απλώς το να έχουμε διαφορετικές παραμορφώσεις – και επομένως διαφορετικές φορτίσεις – στο μπροστινό και στο πίσω μέρος κάποιου που ολισθαίνει οδηγεί σε ρεύμα».
Ο Marks και οι συνάδελφοί τους άρχισαν για πρώτη φορά να εξερευνούν τις ιδιότητες του στατικού ηλεκτρισμού το 2019, όταν ανακάλυψαν ότι το τρίψιμο δύο υλικών το ένα πάνω στο άλλο κάμπτει μικρές παραλλαγές στην επιφάνεια κάθε αντικειμένου. Αυτή η κίνηση στη συνέχεια δημιούργησε τάσεις. Από εκεί, η ομάδα δημιούργησε ένα νέο μοντέλο που βασίζεται στην έννοια που είναι γνωστή ως «ελαστική διάτμηση», η οποία συμβαίνει κάθε φορά που ένα αντικείμενο αντιστέκεται σε μια δύναμη ολίσθησης και δημιουργεί τριβή στη διαδικασία. Μόλις συσσωρευτεί η τριβή και στις δύο πλευρές των παραμορφώσεων σε μέγεθος νανομεγέθους, η διαφορά στα ηλεκτρικά φορτία μπορεί να δημιουργήσει ένα ρεύμα – και το προκύπτον σοκ.
«Αναπτύξαμε ένα νέο μοντέλο που υπολογίζει το ηλεκτρικό ρεύμα. Οι τιμές για το ρεύμα για μια σειρά διαφορετικών περιπτώσεων ήταν σε καλή συμφωνία με τα πειραματικά αποτελέσματα», είπε ο Marks.
Ο Marks σημειώνει ότι ενώ οι περισσότεροι άνθρωποι συσχετίζουν τον στατικό ηλεκτρισμό με επιδείξεις όπως πειράματα στοιχειώδους επιστήμης ή το άγγιγμα ενός πόμολο πόρτας μετά το τρίψιμο της γούνας του κατοικίδιου ζώου σας, το ηλεκτρικό φορτίο στην πραγματικότητα ασκεί τεράστια επιρροή στον κόσμο «με απλούς και βαθείς τρόπους». Ένα καθημερινό παράδειγμα μπορεί να φανεί όταν οι φορτισμένοι κόκκοι ενός μύλου καφέ αλλάζουν τη γεύση των κόκκων. Αλλά τα στατικά σοκ ευθύνονται επίσης για πολύ πιο σοβαρά ζητήματα, όπως οι επιπλοκές της δοσολογίας για φάρμακα σε σκόνη και οι βιομηχανικές πυρκαγιές. Οι περισσότεροι ειδικοί πιστεύουν ότι Χίντενμπουργκ Η τραγωδία πιθανότατα οφείλεται σε πυρκαγιές που προκλήθηκαν από στατικό ηλεκτρισμό. Με την καλύτερη κατανόηση των μηχανισμών που εμπλέκονται, οι ειδικοί σε όλους τους κλάδους μπορούν να βοηθήσουν να κάνουν τα προϊόντα τους πιο αποτελεσματικά και τις συνθήκες εργασίας ασφαλέστερες.
[Related: Butterflies and moths suck up pollen with static electricity.]
«Η Γη πιθανότατα δεν θα ήταν πλανήτης χωρίς ένα βασικό βήμα στη συσσώρευση σωματιδίων που σχηματίζουν πλανήτες, κάτι που συμβαίνει λόγω του στατικού ηλεκτρισμού που παράγεται από τη σύγκρουση των κόκκων», εξήγησε ο Marks. «Είναι εκπληκτικό πόσο μεγάλο μέρος της ζωής μας αγγίζεται από τον στατικό ηλεκτρισμό και πόσο μεγάλο μέρος του σύμπαντος εξαρτάται από αυτόν». Και τώρα, μετά από χιλιάδες χρόνια, αυτό το βασικό φαινόμενο έχει μια ακριβή εξήγηση.
VIA: popsci.com
