Các nhà khoa học giải quyết một bí ẩn vật lý 80 năm tuổi

Nghiên cứu chỉ ra rằng phí khảm là kết quả trực tiếp của quy hoạch phát triển bền vững và môi trường.

Điện khí hóa tiếp xúc (CE) là nguồn điện đầu tiên và duy nhất của nhân loại cho đến khoảng thế kỷ thứ mười tám, nhưng bản chất thực sự của nó vẫn còn là một bí ẩn. Ngày nay, nó được coi là một thành phần quan trọng của các công nghệ như máy in laser, quy trình sản xuất màn hình LCD, sơn tĩnh điện, tách nhựa để tái chế, v.v. hỏa hoạn. trong các nhà máy hóa chất) do phóng điện (ESD) đi kèm với CE. Một nghiên cứu năm 2008 đã được xuất bản trong bản chất nóng nảy Tôi phát hiện ra rằng trong chân không, ESD của một loại băng keo đơn giản mạnh đến mức chúng tạo ra đủ tia X để chụp hình ảnh tia X của một ngón tay.

Trong một thời gian dài, người ta tin rằng hai vật liệu tiếp xúc / trượt tích điện theo hướng ngược nhau và thống nhất. Tuy nhiên, sau CE, người ta phát hiện ra rằng cả hai bề mặt riêng biệt đều mang điện tích (+) và (-). Sự hình thành của cái gọi là khảm điện tích được cho là do trải nghiệm về tính không đồng nhất vốn có của các vật liệu khi tiếp xúc hoặc “bản chất ngẫu nhiên” chung của CE.

Giáo sư Bartosz A.  Grzybowski

Giáo sư Bartosz A. Grzybowski. Tín dụng: UNIST

Một nhóm nghiên cứu, do Giáo sư Bartosz A. Grzybowski (Khoa Hóa học) của Trung tâm Vật liệu mềm và Sống, thuộc Viện Khoa học Cơ bản (IBS) tại Viện Khoa học và Công nghệ Quốc gia Ulsan (UNIST) Ông đã điều tra các nguồn có thể có của lô hàng khảm trong hơn một thập kỷ. Nghiên cứu được kỳ vọng sẽ giúp kiểm soát sự phóng điện có hại tiềm ẩn và gần đây đã được công bố trên tạp chí

Charge Mosaics on Contact Charged Dielectrics

Figure 1. Charge mosaics on contact-charged dielectrics. (a) In a conventional view, two electrically neutral materials (grey) are brought into contact and then separated charge uniformly (lower left), one positive (red) and one negative (blue). In an alternative scenario (lower right), each surface develops a highly non-uniform ‘charge mosaic’ with neighboring domains of opposite charge polarities. (b) Collage of charge mosaics reported in the literature (the years and scale bars are indicated). Credit: UNIST

In the paper published recently in Nature Physics, the group of Professor Grzybowski shows that charge mosaics are a direct consequence of ESD. The experiments demonstrate that between delaminating materials the sequences of “sparks” are created and they are responsible for forming the (+/-) charge distributions that are symmetrical on both materials.

“You might think that a discharge can only bring charges to zero, but it actually can locally invert them. It is connected with the fact that it is much easier to ignite the ‘spark’ than to extinguish it,” says Dr. Yaroslav Sobolev, the lead author of the paper. “Even when the charges are reduced to zero, the spark keeps going powered by the field of adjacent regions untouched by this spark.”

The proposed theory explains why charge mosaics were seen on many different materials, including sheets of paper, rubbing balloons, steel balls rolling on Teflon surfaces, or polymers detached from the same or other polymers. It also hints at the origin of the crackling noise when you peel off a sticky tape – it might be a manifestation of the plasma discharges plucking the tape like a guitar string. Presented research should help control the potentially harmful electrostatic discharges and bring us closer to a true understanding of the nature of contact electrification, noted the research team.

References: “Charge mosaics on contact-electrified dielectrics result from polarity-inverting discharges” by Yaroslav I. Sobolev, Witold Adamkiewicz, Marta Siek and Bartosz A. Grzybowski, 8 September 2022, Nature Physics.
DOI: 10.1038/s41567-022-01714-9

“Correlation between nanosecond X-ray flashes and stick-slip friction in peeling tape” by Carlos G. Camara, Juan V. Escobar, Jonathan R. Hird and Seth J. Putterman, 23 October 2008, Nature
DOI: 10.1038/nature07378

“The mosaic of surface charge in contact electrification” by H. T. Baytekin, A. Z. Patashinski, M. Branicki, B. Baytekin, S. Soh and B. A. Grzybowski, 23 June 2011, Science.
DOI: 10.1126/science.1201512

READ  Kính viễn vọng không gian James Webb chia sẻ một hình ảnh mới sau khi đạt đến giai đoạn quang học

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *