Že od antičnih časov je znano, da se po trenju majhni predmeti med seboj privlačijo ali, nasprotno, odbijajo. Pred stoletji so znanstveniki odkrili, da so odgovorni električni naboji. A fiziki se še vedno prepirajo, zakaj se obračajo trupla. Toda v zadnjem času so strokovnjaki končno našli odgovor.
Nova različica, ki se odlično ujema z eksperimentalnimi podatki, je opisana v znanstvenem članku, ki je bil sprejet za objavo v reviji Physical Review Letters. Vmes se lahko seznanite z njenim predtiskom. Raziskavo je vodil Laurence Marks z univerze Northwestern v ZDA.
Prva omemba elektrifikacije s trenjem je povezana z imenom starogrškega filozofa Thalesa iz Mileta, ki je živel v 7. do 6. stoletju pred našim štetjem. Opazil je, da kožuh, podrgnjen z jantarno palico, privlači pike. Mimogrede, starogrška beseda "elektron" (ἤλεκτρον) dobesedno pomeni "jantar".
Do zdaj fiziki niso mogli zanesljivo ugotoviti, kakšen mehanizem stoji za elektrifikacijo s trenjem, ki ga v znanstvenih krogih imenujejo tudi triboelektrični učinek.
Nova teorija jo povezuje s fleksoelektričnim učinkom. Do tega pojava pride, ko je dielektrik podvržen neenakomerni deformaciji (to je, da se stopnja deformacije razlikuje od točke do točke), v njej nastane potencialna razlika. To je posledica dejstva, da se znotraj snovi prerazporedijo električni naboji.
Medtem pa so tudi najbolj gladke površine nanodelcev nepredstavljiv kaos "gorskih verig" in "vdolbinic". Ko se drgnejo, se te drobne nepravilnosti deformirajo, kar naj bi izzvalo fleksielektrični učinek.
Po izračunih avtorjev pride do potencialne razlike ± 1-10 voltov. To je dovolj za elektrifikacijo s trenjem.
Promocijski video:
Model se dobro ujema z več vrstami eksperimentalnih rezultatov. Torej, ona razloži, zakaj se predmeti polnijo s trenjem, čeprav so narejeni iz istega materiala. Jasna je tudi neenakomerna porazdelitev triboelektričnega naboja. Poleg tega teorija odlično napoveduje rezultate meritev gostote površinskega naboja.
Dodamo, da to odkritje obljublja praktične koristi. Tako se elektrifikacija s trenjem uporablja v različnih napravah. In v drugih primerih, nasprotno, ga je treba preprečiti, ker lahko zdrsne iskra povzroči požar. Poglobljeno razumevanje narave učinka bo inženirjem omogočilo učinkovitejšo uporabo ali, nasprotno, se ga znebili.
In seveda je lepo vedeti, zakaj vaša ljubljena mačka izpušča iskre (čeprav je mogoče, da je to še vedno starodavna mačja magija).
Anatoly Glyantsev