Tĩnh điện cần nước

Các thí nghiệm ép hai vật liệu lên nhau cho thấy sự tích tụ điện tích tĩnh điện khi nước bề mặt cho phép các ion di chuyển từ bề mặt này sang bề mặt kia.

Một cái bút sau khi cọ xát vào quần áo thì có thể hút lấy các mẫu giấy vụn, đó là một thí nghiệm kinh điển ở trường phổ thông. Nhưng nguồn gốc của hiệu ứng này – sự tích tụ điện tích gọi là nhiễm điện do ma sát – không nhất thiết đòi hỏi cọ xát các vật liệu với nhau. Nó có thể xảy ra khi hai bề mặt cách điện chỉ cần tiếp xúc nhau và rồi tách ra, mặc dù cơ chế chính xác thì vẫn còn bí ẩn. Nay với một thí nghiệm tách riêng kiểu tích điện phi ma sát này, Isaac Harris và các đồng sự tại Đại học Chicago quy hiệu ứng nàylà do những lượng nhỏ nước mang ion di chuyển từ bề mặt này sang bề mặt kia. Kết quả mới có thể giúp các nhà nghiên cứu cải thiện các quá trình công nghiệp trong đó sự tích điện do tiếp xúc là một vấn đề hoặc tránh được hiện tượng phóng điện tĩnh điện nguy hại.

Đội nghiên cứu làm lại nhiều lần việc ép những miếng nylon và polytetrafluiroethylene (PTFE) – còn gọi là Teflon – cỡ bằng con tem lên nhau và đo điện tích trên các miếng sau khi kéo chúng ra. Ở gần nhiệt độ phòng, mỗi lần tiếp xúc lúc đầu mang lại sự tích tụ theo hàm mũ của điện tích âm trên PTFE, sau đó thì điện tích tăng tuyến tính. Lặp lại thí nghiệm ở 80oC đem lại kiểu phân bố giống như cũ, nhưng xu hướng chuyển sang tuyến tính sau ít đợt lặp lại hơn (tức là nhanh hơn). Đội nghiên cứu lí giải rằng sự khác biệt ấy là do trên bề mặt nylon sau khi nóng lên thì có ít nước hơn, họ xác nhận điều đó bằng cách cân miếng nylon ở những nhiệt độ khác nhau.

Biết rằng nước giữ một vai trò nào đó, Harris và đội của ông kết luận rằng sự nhiễm điện tiếp xúc sẽ xảy ra khi một vật liệu có tính hút nước (ưa nước) hơn vật liệu kia. Trái lại, điều kiện này cho phép các ion hydroxide đi từ những mảng ẩm ướt trên bề mặt này sang những đốm khô ráo hơn trên bề mặt kia. Các nhà nghiên cứu còn cho rằng sự tích tụ điện tích thay đổi từ hàm mũ sang tuyến tính là do nước được phân bố lại.

Nghiên cứu này công bố trên tạp chí Physical Review Materials.

Nguồn: APS Physics

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Tạo bảng điểm online

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 92)
05/07/2020
Hiệu ứng Doppler 1842 Christian Andreas Doppler (1803–1853), Christophorus Henricus Diedericus Buys Ballot (1817–1890) “Khi viên sĩ quan cảnh
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 91)
05/07/2020
Quang học sợi 1841 Jean-Daniel Colladon (1802–1893), Charles Kuen Kao (sinh 1933), George Alfred Hockham (sinh 1938)   Khoa học về sợi
Thời gian có thật sự trôi không?
28/06/2020
Các định luật vật lí hàm ý rằng sự trôi qua của thời gian là một ảo giác. Để né tránh kết luận này, chúng ta phải suy
Chuyện kể của một hạt muon
19/06/2020
Khám phá muon từng khiến các nhà vật lí bối rối. Ngày nay, các thí nghiệm quốc tế sử dụng hạt vốn từng khó hiểu này để
Vì sao lực hấp dẫn khác với những lực còn lại?
17/06/2020
Chúng tôi hỏi bốn nhà vật lí tại sao lực hấp dẫn lạc lõng trong số các lực của tự nhiên. Và chúng tôi nhận được bốn
Cấp độ trong vật lí học
13/06/2020
Không giống triết học, logic học, hay toán học thuần túy, vật lí là một khoa học vừa mang tính kinh nghiệm vừa mang tính định
Tương lai của tâm trí - Michio Kaku (Phần cuối)
13/06/2020
TRIẾT HỌC VÀ KHOA HỌC THẦN KINH Cuộc tranh luận giữa Nguyên lý Copernican và Nguyên lý Nhân loại cũng tạo ra tiếng vang trong khoa
Các nghịch lí Zeno
09/06/2020
ACHILLES VÀ CON RÙA “Mọi chuyển động đều là ảo giác.” Xếp thứ nhất trong chín nghịch lí của chúng ta có từ hai thiên

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com