Menu Item
Pojav, imenovan statična elektrika, so opisali že stari Grki, vse doslej pa ga znanstveniki niso znali zadovoljivo pojasniti. Zdaj vemo, kako nastane. Brez nje nas ne bi bilo.
Verjetno ste se že kdaj pozabavali z drgnjenjem plastike, ki je potem nase “lepila” papir ali privzdigovala krilo vaši skriti simpatiji.
Ali pa ste pri slačenju oblačila iz umetnega materiala slišali prasketanje. Ali ste se, kot dekle na naslovni fotografiji, neizmerno zabavali, ko so se vam ob dotiku naprave, imenovane Van de Graffov generator, pokonci postavili lasje. Ali pa vas je s plastično palico, iz katere je na vas preskočila iskra, prestrašil profesor fizike, ki vam je povedal, da vsem tem pojavom botruje statična elektrika.
Pojav poznamo že vsaj od časov starogrškega misleca Aristotela, ki je zapisal, da je njegov kolega, filozof Thales iz Mileta odkril, da jantar, če ga podrgneš z volneno krpo, pobira koščke posušene trave.
Potem pa naslednjih 2.000 in več let ni bilo nobenega pravega napredka, ki bi razložil, kako do tega pojava pride, čeprav se je svoje čase ameriški izumitelj in raziskovalec Benjamin Franklin močno trudil z drgnjenjem voska in volne, piše portal IFL Science. Franklin je takrat zapisal, da pri tem procesu nastaneta pozitivni naboj, ki ga pridobi volna, in negativni, ki ga dobi vosek. Ta razlaga sicer ni bila popolnoma napačna, je pa vključevala izmenjavo tekočin, kar pa ni tisto, kar se v resnici dogaja pri ustvarjanju pozitivnega in negativnega naboja.
Več kot 250 let po Franklinu pa zahvaljujoč ekipi, ki je raziskovala statični naboj na nanodelcih, končno vemo, kaj se dogaja in zakaj drgnjenje povzroči več statične elektrike kot recimo samo stik ali kotaljenje.
“Prvič lahko razložimo nekaj, česar nihče doslej ni vedel: zakaj je drgnjenje pomembno,” je dejal Laurence Marks z univerze Northwestern, ki je vodil študijo. “Ljudje so poskušali, vendar so eksperimentalne rezultate razlagali s predpostavkami, ki jih niso mogli upravičiti ali potrditi,” je povedal. Zdaj pa so znanstveniki ugotovili, da je odgovor presenetljivo preprost: samo različne deformacije na zunanjih površinah povzroči električni naboj.
Marksova ekipa je začela raziskovati lastnosti statične elektrike že leta 2019. Takrat so raziskovalci odkrili, da drgnjenje dveh materialov povzroča majhne spremembe na površini vsakega predmeta. To pa je nato ustvarilo napetost.
Te majhne spremembe v strukturi so znanstveniki poimenovali “elastično striženje”. Do tega pride, ko se neki predmet upora sili drsenja in ustvarja trenje. Ko se trenje poveča na obeh površinah, ki drgneta ena ob drugo, upor snovi proti drsenju povzroči mikroskopske deformacije (elastično striženje), to pa premikanje električnih nabojev. “Sprednji del in zadnji del teles, ki drsita drugo ob drugem, doživljata različne obremenitve. Posledično tudi polarizacija in povezani naboji spredaj in zadaj niso enaki, razlika med obema pa vodi do električnega toka,” pojasnjujejo raziskovalci. In ta tok lahko ustvarimo na več načinov – z drgnjenjem, upogibanjem ali drugo deformacijo določenih snovi.
Lahko povzroči tudi težave, a brez nje nas ne bi bilo
Medtem ko običajno statično elektriko jemljemo kot zabavno, ko nas “strese iskra”, kadar se nas nekdo dotakne, ali kaj podobnega, je stvar veliko resnejša. Iskra statične elektrike lahko povzroči požar, ustvarjeni električni naboji pa lahko ovirajo tudi doziranje zdravil v prahu.
Je pa statična elektrika eden izmed razlogov, da sploh obstajamo.
“Statična elektrika vpliva na življenje na preprost in globok način,” je povedal Marks. “Naboj zrn s statično elektriko ima velik vpliv na to, kako so kavna zrna mleta in kakšen okus imajo. Brez ključnega koraka združevanja prašnih delcev v vesolju, ki tvorijo planete in do katerega pride zaradi statične elektrike, tudi Zemlje ne bi bilo. Neverjetno je, koliko naših življenj se dotika statična elektrika in koliko vesolja je odvisno od nje,” je dodal.
Razlaga nastanka statične elektrike pa je po njegovih besedah pomembna, ker bi z boljšim razumevanjem lahko našli načine, kako zmanjšati težave, ki jih statična elektrika povzroča, morda pa bi lahko našli tudi nekaj novih, morda tudi zabavnih načinov za njeno uporabo.
Študija je objavljena v reviji Nano Letters.
Kakšno je tvoje mnenje o tem?
Sodeluj v razpravi ali preberi komentarje