Northwestern Üniversitesi’ndeki bilim insanları, çoraplarınızla halı üzerinde yürümenin, tüylü arkadaşınızı okşamanın veya saçınıza balon sürmenin neden statik elektrik yarattığını çözmüş olabilir. Yeni bir çalışmada, sürtünmenin nesnenin yüzeyinde küçük deformasyonlar yaratarak bu olayın oluşmasına olanak sağladığını bulduklarını söylüyorlar.
İnsanlar bin yıldır statik elektriğin varlığını biliyorlardı ve ilk kaydedilen gözlemin Yunan filozof tarafından yapıldığı sanılıyordu. MÖ 600’de Mileus’lu Thales (Thales, kürkün kehribarla ovulduktan hemen sonra toz çektiğini fark etti). O zamandan bu yana pek çok şeyin statik elektriğe neden olabileceğini ve bunun hayvanlar için avantajlı olabileceğini öğrendik; örneğin kenelerin konakçıyla yakalama menzilini genişletmek için statik elektriği kullanması gibi. Ancak bilim insanları, statik elektriğin ardındaki temel bilgilerin çoğu, özellikle de sürtünmenin neden sıklıkla statik elektriğe neden olduğu konusunda, en azından belki şimdiye kadar, karanlıkta kaldı.
Northwestern’de Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Onursal Profesörü olan baş araştırmacı Laurence Marks, “İlk kez, daha önce kimsenin çözemediği bir gizemi açıklayabiliyoruz: sürtünmenin neden önemli olduğunu” söyledi. ifade üniversiteden. “İnsanlar denediler ama deneysel sonuçları, gerekçelendirilemeyen veya gerekçelendirilemeyen varsayımlarda bulunmadan açıklayamadılar. Artık bunu yapabiliriz ve cevap şaşırtıcı derecede basit.”
Çoğu kişi, kafanıza bir balon sürtmenin saçlarınızı diken diken eden statik elektrik yarattığı klasik balon numarasını görmüştür. temel prensip İşin püf noktası, çok farklı fiziksel özelliklere sahip iki nesneyi sürtünmenin, bir nesnenin (bu örnekte saçımızın) elektron kaybetmesine ve pozitif yüklenmesine, diğer nesnenin ise negatif yüklenmesine (elektron kazanmasına) neden olmasıdır. Nesneler daha sonra tekrar karşılaştıklarında, yük farkı onların birbirlerine çekilmesine ve elektronların birinden diğerine hızla hareket etmesine neden olur. Elektronların bu hızlı hareketi, ayaklarımızı halıya sürtmenin ve ardından metal bir kapı koluna dokunmanın neden küçük bir şoka neden olabileceğini de açıklıyor. Ancak aynı malzemenin sürtünme parçaları da statik yük oluşturabilir ve önceki araştırma Bunun neden olabileceğine dair ortak bir açıklamayı çürütmüş gibi görünüyor (argüman, bu yükün aynı malzemenin iki farklı boyuttaki parçalarının birbirine sürtülmesiyle oluşturulabileceği yönündeydi).
Bu yeni çalışmada, yayınlandı geçen ay dergide Nano HarflerMarks ve ekibi, sürtünmenin neden statik yüklenmeye neden olabileceğini açıklayan başka bir önemli mekanizma bulduklarını söylüyor. 2019 yılında onlar yayınlandı Sadece iki malzemeyi birbirine sürtme eyleminin, nesnelerin yüzeylerinde voltaj oluşturan küçük deformasyonlara neden olabileceğini bulan bir çalışma. Ancak şimdi sürtünmenin, elastik kaymanın varlığından veya bir malzemenin bir yüzey boyunca hareket ederken kaymaya karşı koyma yeteneğinden etkilenen statik yüklenmeye nasıl yol açabileceğini tam olarak çözdüler (bu yüzden sonunda zemin üzerinde kaymayı bile durduruyoruz). çorap giyerken). Elastik kaymanın neden olduğu artan sürtünmenin, bir nesnenin ön ve arka kısmının, karşıt yükleri taşıyan farklı deformasyonlara sahip olabileceği anlamına geldiğini ve bunun, bir uçağın kanadının üstündeki ve altındaki hava basıncındaki farka benzer şekilde, statik elektriğin oluşmasına izin verdiğini ileri sürüyorlar. kaldırmaya neden olur.
“2019’da olup bitenlerin tohumunu aldık. Ancak tüm tohumlar gibi büyümesi için zamana ihtiyacı vardı” dedi Marks. “Şimdi çiçek açtı. Elektrik akımını hesaplayan yeni bir model geliştirdik. Bir dizi farklı durum için akım değerleri, deneysel sonuçlarla iyi bir uyum içindeydi.”
Diğer araştırmacıların sonuçları doğrulaması gerekecek ve bu hipotez, aynı malzemenin sürtünmesiyle üretilen tür de dahil olmak üzere pek çok statik elektriğin türünü açıklamaya yardımcı olsa da, her örneği açıklayamaz. Yine de, etrafımızdaki dünyayı anlamaya çalışırken bilimin çözmesi gereken pek çok sıradan gizemin kaldığını bilmek garip bir şekilde rahatlatıcıdır; bu, her zaman öğrenilecek yeni bir şeyin kaldığı anlamına gelir.
