網(wǎng)站導(dǎo)航
揭秘靜電之謎：研究揭示摩擦如何產(chǎn)生靜電
來源：
發(fā)布時間：2025-01-10
科學(xué)家首先次解釋了摩擦表面是如何產(chǎn)生電流的。
美國西北大學(xué)的研究人員揭開了一個長期存在的謎團：為什么物體相互摩擦?xí)a(chǎn)生靜電,。他們發(fā)現(xiàn),，在滑動物體的前部和后部，不同的力會引起不同的電荷,，從而產(chǎn)生電流,。這一見解源于米利都人泰勒斯的古老觀察，從預(yù)防工業(yè)事故到加強藥物劑量,，都具有重大意義,。
理解靜電：一個突破性的發(fā)現(xiàn)
任何曾經(jīng)愛撫過貓或在地毯上拖著腳走過的人都知道，物體相互摩擦?xí)a(chǎn)生靜電,。但兩千多年來,，研究人員一直沒有找到對這一現(xiàn)象的解釋。
現(xiàn)在,，西北大學(xué)的科學(xué)家們終于發(fā)現(xiàn)了其中的機制,。
研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)物體滑動時,，物體的前后部分會受到不同的力,。這種力的差異導(dǎo)致不同的電荷在物體的前后部分積聚。電荷的差異會產(chǎn)生電流,，導(dǎo)致輕微的電擊,。
解釋一個古老的現(xiàn)象
西北大學(xué)的勞倫斯·馬克斯是這項研究的負責(zé)人，他說：“我們首先次能夠解釋一個以前沒有人能解釋的謎團：為什么摩擦很重要,。人們已經(jīng)嘗試過,，但如果不做出不合理或不合理的假設(shè),，他們就無法解釋實驗結(jié)果。現(xiàn)在我們可以了,，答案出奇的簡單,。滑動物體的前部和后部有不同的變形,，從而產(chǎn)生不同的電荷,，就會產(chǎn)生電流?！?
作為表面結(jié)構(gòu)方面的專業(yè)的人，馬克斯是西北大學(xué)麥考密克工程學(xué)院材料科學(xué)與工程榮譽退休教授,。馬克斯研究小組的博士生卡爾·奧爾森（Karl Olson）是這篇論文的首先作者,。
靜態(tài)研究的歷史背景
公元前600年，希臘哲學(xué)家米利都的泰勒斯首先次報道了摩擦引起的靜電,。他用皮毛摩擦琥珀后,，他注意到皮毛會吸附灰塵。
馬克斯說：“從那時起,，很明顯,，摩擦?xí)谒薪^緣體中引起靜電，而不是皮毛,。然而,，這或多或少是科學(xué)共識結(jié)束的地方?！?
剪切：靜電背后的秘密
馬克斯和他的團隊在2019年開始解開這個謎團,。在發(fā)表在《物理評論快報》上的一項研究中，他們報告說,，將兩種材料摩擦在一起會使材料表面的微小突起彎曲,。研究人員發(fā)現(xiàn)，這些彎曲,、變形的突起會產(chǎn)生電壓,。
“在2019年，我們有了即將發(fā)生的事情的種子,。然而,，就像所有的種子一樣，它需要時間來生長?，F(xiàn)在,，它已經(jīng)開花了。我們開發(fā)了一種計算電流的新模型,。不同情況下的電流值與實驗結(jié)果吻合較好,?！?
一個叫做“彈性剪切”的概念是新模型的中間。當(dāng)材料抵抗滑動力時,，就會發(fā)生彈性剪切,。如果一個人把盤子推過桌子，盤子就會滑動,。一旦這個人停止推它,，盤子就停止了移動。這種由滑動阻力引起的額外摩擦?xí)?dǎo)致電荷移動,。
“滑動和剪切是緊密相連的,，”馬克斯說。
靜電的實際意義
雖然靜電會引起有趣的事故,，比如從游樂場滑梯上滑下來后頭發(fā)豎起來,，但它也會導(dǎo)致嚴重的問題。例如,，靜電產(chǎn)生的火花會引起工業(yè)火災(zāi)甚至事故,。它還會妨礙粉狀藥物的一致劑量。隨著對其機制的更好理解,，研究人員可能會為這些問題引入新的解決方案,。
馬克斯說：“靜電以簡單和深刻的方式影響著生活。用靜電給谷物充電對咖啡豆的研磨和味道有重大影響,。如果沒有形成行星的粒子聚集的關(guān)鍵步驟,，地球可能就不是一個行星，這是由于谷物碰撞產(chǎn)生的靜電造成的,。令人驚訝的是,，我們的生活中有多少受到靜電的影響，宇宙中有多少依賴于靜電,?！?
公司信息
訪問官網(wǎng)
我要咨詢
每日熱詞
