Pengisian dielektrik pada kontak dan pemisahan telah membingungkan para ilmuwan dan insinyur selama berabad-abad. Namun, banyak bukti yang menunjukkan hal itu hubungi elektrifikasi juga dapat menghasilkan distribusi muatan heterogen dalam bentuk mosaik muatan (+/-) pada setiap permukaan—namun, meskipun telah dilakukan banyak upaya, belum ada model prediksi yang menjelaskan pembentukan mosaik pada skala panjang berbeda yang telah diajukan; pemikiran utamanya adalah bahwa mereka harus mencerminkan heterogenitas spasial yang ada dalam bahan yang bersentuhan.
Sekarang, para ilmuwan di UNIS telah menentukan kemungkinan sumber mosaik muatan selama lebih dari satu dekade. Mereka menemukan bahwa mosaik muatan merupakan konsekuensi langsung dari pelepasan muatan listrik statis (ESD). Melalui percobaan, mereka menemukan bahwa rangkaian “percikan” tercipta di antara bahan delaminasi. Bahan-bahan ini bertanggung jawab untuk membentuk distribusi muatan (+/-) secara simetris pada kedua bahan.
Profesor Bartosz A. Grzybowski (Departemen Kimia) dari Center for Soft and Living Matter mengatakan, “Dalam makalah Sains kami tahun 2011 [Science 333, 2011, 308–312], kami menunjukkan ketidakseragaman muatan skala sub-mikrometer yang tidak diketahui asalnya. Pada saat itu, hipotesis kami adalah mengaitkan (+/-) mosaik ini dengan perpindahan potongan material mikroskopis di antara permukaan yang terpisah.”
“Namun, selama bertahun-tahun mengatasi masalah ini, model ini dan model terkait tidak bertahan lama, karena secara bertahap menjadi tidak jelas bagi kami (dan banyak rekan lain yang berdiskusi dengan kami) bagaimana patch mikroskopis ini dapat menjelaskan wilayah berskala milimeter sekalipun. polaritas yang berlawanan hidup berdampingan pada permukaan yang sama. Meskipun demikian, masyarakat dan kami tidak memiliki jawaban yang lebih baik mengapa mosaik (+/-) terlihat dalam berbagai skala panjang.”
Dr. Yaroslav Sobolev, penulis utama makalah ini, tersebut, “Anda mungkin berpikir bahwa pelepasan muatan hanya dapat membuat muatan menjadi nol, namun secara lokal dapat membalikkan muatan tersebut. Hal ini terkait dengan fakta bahwa lebih mudah menyalakan ‘percikan’ daripada memadamkannya. Bahkan ketika muatannya dikurangi menjadi nol, percikan api tetap menyala dengan tenaga dari medan di daerah sekitar yang tidak tersentuh oleh percikan ini.”
Teori yang diajukan menjelaskan mengapa mosaik muatan diamati pada berbagai bahan, seperti lembaran kertas, balon gosok, bola baja yang bergerak pada permukaan Teflon, atau polimer yang terlepas dari polimer yang sama atau polimer lainnya. Hal ini juga meningkatkan kemungkinan terjadinya suara letupan yang Anda dengar saat melepas selotip plasma pelepasan bertindak seperti senar gitar dan memetik kaset.
Studi yang telah dipresentasikan harus membantu mengurangi pelepasan muatan listrik statis yang dapat berbahaya dan meningkatkan pemahaman kita tentang sifat elektrifikasi kontak.
Referensi Jurnal:
- Sobolev, Y.I., Adamkiewicz, W., Siek, M. dkk., “Muatan mosaik pada dielektrik berlistrik kontak dihasilkan dari pelepasan pembalikan polaritas,” Nat. fisik. (2022). DOI: 10.1038/s41567-022-01714-9
