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


Giải được bí ẩn vì sao ma sát gây ra tĩnh điện
15/09/2019
Đa số mọi người đều từng trải nghiệm cảm giác tóc dựng đứng sau khi cọ xát bong bóng lên đầu mình hay tia lửa xoẹt
Giải được bí ẩn vì sao ma sát gây ra tĩnh điện
15/09/2019
Đa số mọi người đều từng trải nghiệm cảm giác tóc dựng đứng sau khi cọ xát bong bóng lên đầu mình hay tia lửa xoẹt
Các nguyên tử tăng tốc đến 5000 km/s khi chúng rơi vào siêu lỗ đen
15/09/2019
Các quan sát về chất khí đang bị nuốt vào siêu lỗ đen tại tâm của các quasar đã làm sáng tỏ thêm về cách những vật thể
Phát hiện hơi nước trên một hành tinh đá ở xa
14/09/2019
Các nhà khoa học vừa phát hiện thấy hơi nước trong khí quyển của một hành tinh đá ở cách Trái Đất 110 năm ánh sáng. Tên
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 82)
14/09/2019
Điện tử học Vi điện tử hiện đại được xây dựng trên các con chip silicon và các dòng điện chuyển động lòng vòng trong
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 81)
14/09/2019
Kính hiển vi quét chui hầm Các tính chất dạng sóng của electron có thể dùng để ghi ảnh các vật ở cấp độ nhỏ hơn nhiều
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 64)
14/09/2019
Rhodium Vào năm 1979, Sách Kỉ lục Guinness tặng Paul McCartney một bản mạ rhodium, công nhận ông là nghệ sĩ bán chạy nhất của
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 63)
14/09/2019
Technetium Không có đồng vị bền nào, nguyên tố 43 là nguyên tố phóng xạ nhẹ nhất. Mặc dù nó được tạo ra tự nhiên dưới

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