Dielektrikute laadimine kokkupuutel ja eraldamisel on teadlasi ja insenere segadusse ajanud sajandeid. Siiski on seda kinnitanud hulk tõendeid kontakt elektrifitseerimine võib igal pinnal tekitada ka heterogeenseid laengujaotusi (+/-) laengumosaiikidena, kuid vaatamata paljudele katsetele pole välja pakutud ühtegi ennustavat mudelit, mis selgitaks mosaiikide teket erineva pikkusega skaalal; Peamine mõtteviis on olnud see, et need peavad peegeldama kokkupuutes olevates materjalides esinevat ruumilist heterogeensust.
Nüüd teadlased kl UNIST on üle kümne aasta kindlaks teinud võimalikud laengumosaiikide allikad. Nad leidsid, et laengumosaiigid on elektrostaatiliste lahenduste (ESD) otsene tagajärg. Katsete käigus leidsid nad, et kihistuvate materjalide vahele tekivad sädemete jadad. Need materjalid vastutavad mõlema materjali (+/-) laengujaotuse sümmeetrilise moodustamise eest.
Professor Bartosz A. Grzybowski (keemia osakond) Pehmete ja elavate ainete keskusest ütles: „Meie 2011. aasta teadustöös [Science 333, 2011, 308–312] näitasime tundmatu päritoluga laengu ebaühtlust alla mikromeetri skaala. Sel ajal oli meie hüpotees omistada need (+/-) mosaiigid mikroskoopiliste materjalilaikude ülekandmisele eraldatud pindade vahel.
"Kuid paljude aastate jooksul probleemi kallal töötamise jooksul ei pidanud see ja sellega seotud mudelid vastu, kuna meile (ja paljudele teistele kolleegidele, kellega me arutasime), hakkas järk-järgult ebaselgeks jääma, kuidas need mikroskoopilised laigud võivad seletada isegi millimeetri suurusi piirkondi. vastupidise polaarsusega, mis eksisteerivad samal pinnal. Sellegipoolest ei olnud kogukonnal ja meil paremat vastust, miks (+/-) mosaiike üldse nähakse ja nii paljudes pikkusskaalades.
Doktor Jaroslav Sobolev, töö juhtiv autor, ütles, "Võib arvata, et tühjendamine võib viia laengud ainult nullini, kuid see võib need kohapeal ümber pöörata. See on seotud asjaoluga, et "sädet" on palju lihtsam süüdata kui seda kustutada. Isegi kui laengud on viidud nullini, jätkab säde töötamist külgnevate piirkondade väljast, mida see säde ei puuduta.
Kavandatud teooria selgitab, miks laengumosaiike täheldati erinevatel materjalidel, nagu paberilehtedel, hõõrduvatel õhupallidel, teflonpindadel liikuvatel teraskuulidel või samadest või muudest polümeeridest lahtiühendatud polümeeridel. See suurendab ka võimalust, et kleeplindi eemaldamisel kuuldav hüppamine tuleneb sellest plasma tühjenevad, toimides nagu kitarri keeled ja kitkudes lindi.
Esitatud uuring peaks aitama vähendada elektrostaatilisi laenguid, mis võivad olla ohtlikud, ja edendama meie arusaamist kontakti elektrifitseerimise olemusest.
Ajakirja viide:
- Sobolev, Y.I., Adamkiewicz, W., Siek, M. et al., "Laengumosaiigid kontaktelektrifitseeritud dielektrikutel tulenevad polaarsust inverteerivatest lahendustest" Nat. Phys. (2022). DOI: 10.1038/s41567-022-01714-9
