Vi möter statisk elektricitet överallt i vardagen. När du till exempel tar av dig en ylletröja kan du känna att håret dras bakom den och ger ett karaktäristiskt sprakande ljud. Många minns säkert också skolupplevelsen med en ebonitstav, som tydligt visar hur statisk elektricitet uppstår. Men trots att detta fenomen är extremt vanligt har forskare i mer än 2 500 år inte lyckats hitta en tydlig förklaring till hur statisk elektricitet uppstår. Men nu verkar det som att detta mysterium har lösts.
Vi stöter regelbundet på statisk elektricitet i vardagen, men först nu har forskare funnit en förklaring till det. Bildkälla: jacksonandsons.com
Vad är statisk elektricitet
Statisk elektricitet är en uppsättning fenomen associerade med uppkomsten och upprätthållandet av en elektrisk laddning på ytan av dielektrikum. Enkelt uttryckt genererar friktionen av föremål mot varandra statisk elektricitet. Det kan till och med inträffa när vi bara klappar en katt eller blandar fötterna på mattan.
Människor lärde sig först om detta fenomen i antiken. Förmodligen tillhör det första omnämnandet av den den antika grekiske filosofen Thales av Miletus. För mer än 2 500 år sedan upptäckte han att bärnsten som gnides med ull börjar attrahera lätta föremål, som fjädrar eller bitar av torrt gräs.
Statisk elektricitet uppstår som ett resultat av friktion mellan två objekt. Bildkälla: news365.ru
Kanske gjorde du liknande experiment i skolan – du gnuggade en plastlinjal eller till exempel en penna på en ylletröja eller hår, och det började locka papper till sig själv. Anledningen till detta fenomen är att när olika föremål gnider mot varandra sker en omfördelning av elektroner med bildandet av elektriska lager med olika tecken på elektriska laddningar på dessa föremåls ytor.
Faktum är att atomer och molekyler av ett ämne som har en starkare attraktion tar bort elektroner från ett annat ämne. Faktum är att det är här forskarnas kunskap om statisk elektricitet har stannat under lång tid. Varför friktion genererar statisk elektricitet i några isolatorer var oklart.
Varför statisk laddning uppstår
Forskare vid Northwestern University (USA) har simulerat statisk laddning i nanoskala. Detta gjorde det möjligt för dem att upptäcka att gnidning av material mot varandra orsakar förändringar på deras yta. Det vill säga, friktion böjer små utsprång på ytan av dessa material. Dessa böjda, deformerade utsprång orsakar stress. Författarna rapporterar detta i publikationen Physical Review Letters.
Skema för förekomsten av statisk elektricitet. Bildkälla: naked-science.ru
Bildandet av statisk elektricitet, enligt forskare, är förknippat med begreppet “elastisk skjuvning”. Detta fenomen uppstår när en yta motstår att glida. Fram- och baksidan av ett glidande föremål upplever olika dragkrafter. Denna skillnad i krafter resulterar i rörelse av elektriska laddningar. Som ett resultat ackumuleras olika elektriska laddningar på framsidan och baksidan av föremålet.
Till exempel, när du trycker en kopp på ett bord, börjar den röra sig, men motstår rörelsen, vilket orsakar olika deformationer framifrån och bakifrån. Detta får elektriska laddningar att röra sig och generera ström.
Det måste sägas att forskare redan 2019 upptäckte att ojämnhet hos ytor som skaver mot varandra spelar en nyckelroll i bildandet av statisk elektricitet. Men det var först nu som vi till fullo kunde förstå hur det fungerar.
Statisk elektricitet kan skada datorchips. Bildkälla: izmerenia.by
Kan statisk elektricitet vara farlig
Vanligtvis får statisk elektricitet som får ditt hår att resa sig bara dig att le. Olika upplevelser med honom upplevs helt enkelt som roliga. Men enligt forskare är det faktiskt inte så ofarligt som många antar. Till exempel på explosiva industrianläggningar kan gnistor av statisk elektricitet orsaka brand eller till och med explosion.
Statisk elektricitet kan också störa den enhetliga doseringen av pulverformiga läkemedel. Det utgör ett ännu större hot mot datorchips och elektriska kretskomponenter.
Samtidigt kan statisk elektricitet komma till god användning. Den kan till exempel ackumuleras och användas för att ladda prylar. Forskare har också tidigare funnit att laddning av kaffebönor med statisk elektricitet påverkar hur de krossas och till och med ändrar smaken på drycken.
Se till att besöka våra Zen- och Telegram-kanaler, här hittar du de mest intressanta nyheterna från vetenskapens värld och de senaste upptäckterna!
Enligt forskarna kommer förståelsen för hur och varför statisk elektricitet uppstår att i framtiden hjälpa till att lösa många av problemen som är förknippade med den, och kommer också att göra det möjligt att använda den på ett användbart sätt.