接触および分離時の誘電体の帯電は、何世紀にもわたって科学者や技術者を悩ませてきました。 しかし、一連の証拠が増えてきている 接触帯電 また、各表面上に (+/-) 電荷モザイクの形で不均一な電荷分布を生成することもありますが、多くの試みにもかかわらず、異なる長さスケールでのモザイクの形成を説明する予測モデルは提案されていません。 主な考え方は、接触する材料に存在する空間的不均一性を反映しているに違いないというものでした。
さて、科学者たちは、 ユニスト 私たちは、XNUMX 年以上にわたって電荷モザイクの考えられる発生源を特定してきました。 彼らは、電荷モザイクが静電気放電 (ESD) の直接的な結果であることを発見しました。 実験を通じて、彼らは、剥離する材料の間に一連の「火花」が発生することを発見しました。 これらの材料は、両方の材料上に (+/-) 電荷分布を対称的に形成する役割を果たします。
ソフト・アンド・リビングマターセンターのバルトシュ・A・グジボウスキー教授（化学科）は次のように述べています。 「2011 年のサイエンス論文 [Science 333, 2011, 308–312] では、原因不明のサブマイクロメートルスケールの電荷不均一性を示しました。 当時、私たちの仮説は、これらの (+/-) モザイクは、分離された表面間の微細な物質パッチの移動によるものであると考えていました。」
「しかし、長年にわたるこの問題への取り組みを通じて、このモデルと関連モデルは維持できませんでした。なぜなら、これらの微細なパッチがミリメートルスケールの領域さえもどのように説明できるのかが、私たち（そして私たちが議論した他の多くの同僚）にとって徐々に不明瞭になってきたからです」同一面上に逆極性が共存するもの。 それにもかかわらず、コミュニティと私たちには、そもそも (+/-) モザイクがなぜこれほど多くの長さスケールで見られるのかについて、これ以上の答えはありませんでした。」
論文の筆頭著者であるヤロスラフ・ソボレフ博士は、次のように述べています。 と, 「放電は電荷をゼロにするだけだと思うかもしれませんが、局所的に電荷を反転させることができます。 これは、「火花」を消すよりも点火する方がはるかに簡単であるという事実と関係しています。 たとえ電荷がゼロになっても、火花は、この火花の影響を受けない隣接領域の磁場によって電力供給され続けます。」
提案された理論は、紙シート、摩擦風船、テフロン表面上を移動する鋼球、同じポリマーまたは他のポリマーから分離したポリマーなど、さまざまな材料で電荷モザイクが観察された理由を明らかにします。 また、粘着テープを剥がすときに聞こえるパチパチ音は、次のような原因によるものである可能性も高くなります。 プラズマ 放電はギターの弦のように機能し、テープをはじきます。
発表された研究は、危険な可能性がある静電気放電を軽減するのに役立ち、接触帯電の性質についての理解を促進するはずです。
ジャーナルリファレンス：
- Sobolev, YI、Adamkiewicz, W.、Siek, M. 他、「接触帯電した誘電体の電荷モザイクは極性反転放電によって生じる」 Nat。 Phys。 （2022）。 DOI： 10.1038/s41567-022-01714-9
