شارژ دی الکتریک ها در تماس و جداسازی قرن ها دانشمندان و مهندسان را متحیر کرده است. با این حال، مجموعه ای از شواهد بر این موضوع افزوده شده است برق رسانی تماس همچنین می‌تواند توزیع‌های بار ناهمگن را به شکل موزاییک‌های بار (+/-) روی هر یک از سطوح تولید کند - با وجود تلاش‌های فراوان، هیچ مدل پیش‌بینی‌کننده‌ای برای توضیح شکل‌گیری موزاییک‌ها در مقیاس‌های طولی مختلف پیشنهاد نشده است. خط اصلی تفکر این بوده است که آنها باید مقداری ناهمگونی فضایی موجود در مواد تماس را منعکس کنند.
اکنون، دانشمندان در یونیست منابع احتمالی موزاییک شارژ را برای بیش از یک دهه تعیین کرده اند. آنها دریافتند که موزاییک های باردار پیامد مستقیم تخلیه های الکترواستاتیکی (ESD) هستند. آنها از طریق آزمایش‌ها دریافتند که توالی‌های «جرقه‌ها» بین مواد لایه‌پوش ایجاد می‌شوند. این مواد مسئول تشکیل متقارن توزیع بار (+/-) روی هر دو ماده هستند.
پروفسور Bartosz A. Grzybowski (گروه شیمی) از مرکز مواد نرم و زنده گفت: ما در مقاله علمی سال 2011 خود [Science 333, 2011, 308-312]، نایکنواختی بار در مقیاس زیر میکرومتر را با منشا ناشناخته نشان دادیم. در آن زمان، فرضیه ما این بود که این موزاییک‌ها (+/-) را به انتقال تکه‌های مواد میکروسکوپی بین سطوح جدا شده نسبت دهیم.»
با این حال، طی سال‌ها کار بر روی این مشکل، این و مدل‌های مرتبط با آن پابرجا نبودند، زیرا به تدریج برای ما (و بسیاری دیگر از همکارانی که با آنها صحبت کردیم) نامشخص می‌شد که چگونه این تکه‌های میکروسکوپی می‌توانند حتی مناطق در مقیاس میلی‌متری را توضیح دهند. از قطب مخالف همزیستی در همان سطح. با این وجود، جامعه و ما پاسخ بهتری نداشتیم که چرا موزاییک‌های (+/-) اصلاً و در مقیاس‌های طولی بسیار دیده می‌شوند.»
دکتر یاروسلاو سوبولف، نویسنده اصلی مقاله، گفت:, ممکن است فکر کنید که تخلیه فقط می‌تواند بارها را به صفر برساند، اما می‌تواند آنها را به صورت محلی معکوس کند. این با این واقعیت مرتبط است که مشتعل کردن "جرقه" بسیار ساده تر از خاموش کردن آن است. حتی زمانی که شارژها به صفر می رسد، جرقه با نیروی زمینی مناطق مجاور که توسط این جرقه دست نخورده است به حرکت خود ادامه می دهد.
تئوری پیشنهادی توضیح می‌دهد که چرا موزاییک‌های باردار روی مواد مختلف مانند ورق‌های کاغذی، بادکنک‌های مالشی، توپ‌های فولادی که روی سطوح تفلون حرکت می‌کنند یا پلیمرهایی که از همان پلیمرها یا پلیمرهای دیگر جدا شده‌اند، مشاهده شده‌اند. همچنین این احتمال را افزایش می‌دهد که صدای ترکیدنی که هنگام برداشتن یک نوار چسب می‌شنوید، ناشی از آن باشد پلاسما ترشحات مانند سیم های گیتار عمل می کند و نوار را می کند.
مطالعه ای که ارائه شده است باید به کاهش تخلیه های الکترواستاتیکی که می تواند خطرناک باشد کمک کند و درک ما را از ماهیت برق رسانی تماسی افزایش دهد.
مرجع مجله:
- Sobolev, YI, Adamkiewicz, W., Siek, M. et al., "موزاییک های شارژ روی دی الکتریک های برق دار تماسی ناشی از تخلیه های معکوس کننده قطبی هستند." نات. فیزیک. (2022). DOI: 10.1038/s41567-022-01714-9
