几个世纪以来,静电一直困扰着科学家。新的研究能解决这个难题吗?

这种熟悉的现象让研究人员困惑了几个世纪,但实验终于弄清楚了它不守规矩的行为

来源:科学美国人

静电是如此常见,以至于它看起来很简单。用气球擦你的头,电荷的转移会让你的头发竖起来。在地毯上拖着脚,你产生的电荷不平衡会吓到无辜的路人。

因此,静电——由该领域研究人员所谓的摩擦起电效应产生的静电——让科学家们绞尽脑汁了几个世纪,这可能会让人感到惊讶。一些基础知识是清楚的。材料在摩擦或以其他方式相互接触时会转移电荷:一种材料带更多正电,另一种带更多负电。相反的电荷相互吸引,而相同的电荷相互排斥,哒哒,你有一个小学的科学实验。

但这个领域的大多数其他事情仍然令人困惑。转移电荷的是电子、离子还是材料?为什么有些材料带正电而另一些材料带负电?当相同材料的两个样品接触时会发生什么?例如,当“在气球上摩擦气球”时,克洛斯特新堡奥地利科学技术研究所的实验物理学家 Scott Waitukaitis 说道。问题的一个重要部分是实验往往会出现错误,相同的程序会产生不同的结果。

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在俄亥俄州克利夫兰凯斯西储大学研究摩擦电的化学工程师丹尼尔·拉克斯 (Daniel Lacks) 表示,这些发现是该领域“很长一段时间以来最好的工作”。其他团队正在研究撞击过程中的表面积和速度如何控制电荷转移,以及化学键的断裂如何发挥作用。

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