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
Downlaod video thí nghiệm

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Photon là gì?
25/07/2021
Là hạt sơ cấp của ánh sáng, photon vừa bình dị vừa mang đầy những bất ngờ. Cái các nhà vật lí gọi là photon, thì những
Lược sử âm thanh
28/02/2021
Sóng âm: 13,7 tỉ năm trước Âm thanh có nguồn gốc từ rất xa xưa, chẳng bao lâu sau Vụ Nổ Lớn tĩnh lặng đến chán ngắt.
Đồng hồ nước Ktesibios
03/01/2021
Khoảng năm 250 tCN. “Đồng hồ nước Ktesibios quan trọng vì nó đã làm thay đổi mãi mãi sự hiểu biết của chúng ta về một
Tic-tac-toe
05/12/2020
Khoảng 1300 tCN   Các nhà khảo cổ có thể truy nguyên nguồn gốc của “trò chơi ba điểm một hàng” đến khoảng năm 1300
Sao neutron to bao nhiêu?
18/09/2020
Các nhà thiên văn vật lí đang kết hợp nhiều phương pháp để làm hé lộ các bí mật của một số vật thể lạ lùng nhất
Giải chi tiết mã đề 219 môn Vật Lý đề thi TN THPT 2020 (đợt 2)
04/09/2020
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 96)
04/09/2020
Khám phá Hải Vương tinh 1846 John Couch Adams (1819–1892), Urbain Jean Joseph Le Verrier (1811–1877), Johann Gottfried Galle (1812–1910) “Bài
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 95)
04/09/2020
Các định luật Kirchhoff về mạch điện 1845 Gustav Robert Kirchhoff (1824–1887) Khi vợ của Gustav Kirchhoff, Clara, qua đời, nhà vật

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

Đọc nhiều trong tháng



Bài viết chuyên đề

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