Dielektriklerin temas ve ayrılma sırasında şarj edilmesi yüzyıllardır bilim adamlarını ve mühendisleri şaşırtmıştır. Ancak, bunu gösteren bir dizi kanıt ortaya çıkmıştır kontak elektrifikasyonu ayrıca yüzeylerin her birinde (+/-) yük mozaikleri şeklinde heterojen yük dağılımları üretebilir; ancak birçok girişime rağmen, farklı uzunluk ölçeklerinde mozaiklerin oluşumunu açıklayan hiçbir tahmin modeli önerilmemiştir; Ana düşünce çizgisi, bunların temas eden malzemelerde mevcut bazı mekansal heterojenliği yansıtması gerektiği olmuştur.
Artık bilim insanları UNIST On yılı aşkın bir süredir yük mozaiklerinin olası kaynaklarını belirledik. Yük mozaiklerinin elektrostatik boşalmaların (ESD) doğrudan bir sonucu olduğunu buldular. Deneyler sonucunda, katmanlara ayrılan malzemeler arasında "kıvılcım" dizilerinin oluştuğunu buldular. Bu malzemeler her iki malzeme üzerinde (+/-) yük dağılımlarının simetrik olarak oluşturulmasından sorumludur.
Yumuşak ve Canlı Madde Merkezi'nden Profesör Bartosz A. Grzybowski (Kimya Bölümü) şunları söyledi: "2011 Bilim makalemizde [Science 333, 2011, 308–312], kaynağı bilinmeyen mikrometre altı ölçekteki yük eşitsizliği gösterdik. O zamanki hipotezimiz, bu (+/-) mozaikleri, mikroskobik malzeme parçalarının ayrılmış yüzeyler arasındaki transferine bağlamaktı.”
"Ancak, sorun üzerinde uzun yıllar süren çalışmalar sonucunda bu ve ilgili modeller ayakta kalamadı; çünkü bu mikroskobik lekelerin milimetre ölçekli bölgeleri bile nasıl açıklayabileceği bizim için (ve tartıştığımız diğer birçok meslektaş için) giderek belirsizleşiyordu. Aynı yüzeyde zıt kutupların bir arada bulunması. Bununla birlikte, topluluk ve bizim (+/-) mozaiklerin neden bu kadar çok uzunluk ölçeğinde görüldüğüne dair daha iyi bir cevabımız yoktu.”
Makalenin baş yazarı Dr. Yaroslav Sobolev, şuraya, "Bir deşarjın yükleri yalnızca sıfıra getirebileceğini düşünebilirsiniz, ancak bunları yerel olarak tersine çevirebilir. 'Kıvılcımı' ateşlemenin söndürmekten çok daha kolay olduğu gerçeğiyle bağlantılıdır. Yükler sıfıra düştüğünde bile kıvılcım, bu kıvılcımın dokunmadığı bitişik bölgelerin alanından güç alarak ilerlemeye devam ediyor."
Önerilen teori, kağıt tabakalar, sürtünme balonları, Teflon yüzeylerde hareket eden çelik bilyeler veya aynı veya diğer polimerlerden ayrılan polimerler gibi çeşitli malzemeler üzerinde yük mozaiklerinin neden gözlemlendiğini açıklamaktadır. Bu aynı zamanda yapışkan bandı çıkardığınızda duyduğunuz patlama sesinin aşağıdaki nedenlerden kaynaklanma olasılığını da artırır: plazma deşarjlar gitar telleri gibi davranarak kaseti çekiyor.
Sunulan çalışma, tehlikeli olabilecek elektrostatik deşarjların azaltılmasına yardımcı olacak ve kontak elektrifikasyonunun doğasına ilişkin anlayışımızı geliştirecektir.
Dergi Referans:
- Sobolev, YI, Adamkiewicz, W., Siek, M. ve diğerleri, "Temasla elektriklenen dielektriklerdeki yük mozaikleri, polariteyi ters çeviren deşarjlardan kaynaklanır" Nat. fizik. (2022). DOI: 10.1038/s41567-022-01714-9
