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
Extension Thuvienvatly.com cho Chrome

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Tương lai nhân loại - Michio Kaku (Phần 32)
13/11/2019
12. TÌM KIẾM SỰ SỐNG NGOÀI TRÁI ĐẤT Một ngày nọ, người ngoài hành tinh đến. Họ đến từ những vùng đất xa xôi mà chưa
Tương lai nhân loại - Michio Kaku (Phần 31)
13/11/2019
HẬU NHÂN LOÀI TRONG TƯƠNG LAI? Những ủng hộ chủ nghĩa biến đổi nhân loài tin rằng khi chúng ta gặp gỡ nền văn minh tiên
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 60)
11/11/2019
Định luật Coulomb về Tĩnh điện 1785 Charles-Augustin Coulomb (1736–1806) “Chúng ta gọi ngọn lửa của đám mây đen ấy là
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 59)
11/11/2019
Lỗ đen 1783 John Michell (1724-1793), Karl Schwarzschild (1873-1916), John Archibald Wheeler (1911-2008), Stephen William Hawking (1942-2018) Các nhà
Chuyển động của các hành tinh đặt ra giới hạn mới lên khối lượng graviton
11/11/2019
Có thể dùng chuyển động của các hành tinh để đưa ra ước tính tốt nhất cho giới hạn trên của khối lượng graviton – một
Đi tìm nguồn gốc của khái niệm du hành thời gian
10/11/2019
Giấc mơ du hành xuyên thời gian vốn đã xưa cũ và ở đâu cũng có. Thế nhưng niềm hứng khởi của con người đối với sự du
Thorium decahydride siêu dẫn ở 161 K
09/11/2019
Một nhóm nhà khoa học, dưới sự chỉ đạo của Artem Oganov ở Skoltech và Viện Vật lí và Công nghệ Moscow, và Ivan Troyan ở Viện
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 92)
09/11/2019
Các kiểu máy tính lượng tử Các nhà vật lí đang phát triển máy tính lượng tử không kì vọng chế tạo được ngay một mẫu

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