راز هزارانساله الکتریسیته ساکن توسط محققان نورثوسترن کشف شد

دانشمندان دانشگاه نورثوسترن در ایالات متحده بالاخره توانستند رازی را که هزاران سال بود حل نشده مانده بود، توضیح دهند مکانیزم شکلگیری الکتریسیته ساکن یا تریبوالکتریسیته چیست.
لارنس مارکس، استاد علوم مواد در این دانشگاه، اعلام کرد که برای اولین بار میتوانند پدیدهای را توضیح دهند که پیش از این هیچ نظریهای نمیتوانست نتایج تجربی آن را به درستی توجیه کند. او میگوید جواب این معما در یک اصل ساده نهفته است تغییر شکلهای گوناگون و بارهای مختلف در دو طرف یک سطح ناشی از لغزش، جریان الکتریکی را تولید میکند.
پژوهش جدید که در مجله نانو لترز منتشر شده، بر پایه پیشرفتی در سال ۲۰۱۹ استوار است. در آن زمان مارکس و همکارانش کشف کردند که مالش دو ماده، برجستگیهای میکروسکوپی روی سطوح را تغییر شکل میدهد و این تغییر شکل در بافت سطح، ولتاژ ایجاد میکند.
اکنون مارکس و کارل اولسون، همکارش در نورثوسترن، بقیه پازل را کامل کردهاند. آنها مدلی توسعه دادهاند که جریان الکتریکی را محاسبه میکند و مقادیر پیشبینی شده برای طیف وسیعی از موارد با نتایج تجربی همخوانی خوبی دارد.
مفهوم کلیدی در قلب این مدل، برش الاستیک است که توانایی یک ماده را در مقاومت در برابر تغییر شکل ناشی از لغزش توصیف میکند. وقتی دو سطح عایق به هم میسایند، کششهای الاستیک در قسمت جلوی بدنه با قسمت پشت متفاوت است که منجر به پلاریزاسیون متفاوت و در نهایت تشکیل جریان بین دو بار متفاوت میشود.
مارکس تأکید میکند که این مدل اگرچه تمام جنبههای تریبوالکتریسیته را توضیح نمیدهد، اما بخش مهمی از مسئله را حل کرده است. درک بهتر این پدیده میتواند نه تنها به علم پایه کمک کند، بلکه راهکارهایی برای کنترل الکتریسیته ساکن در صنایع فراهم آورد، از جمله پیشگیری از آتشسوزی در توربینهای بادی ناشی از جرقههای استاتیک.
او افزود الکتریسیته ساکن به دو روش ساده و عمیق بر زندگی تأثیر میگذارد. شگفتانگیز است که چقدر از زندگی ما و جهان تحت تأثیر این پدیده است؛ حتی فکر میشود نیروهای الکترواستاتیک میلیاردها سال پیش، اولین دانههای گرد و غبار را که سیاره ما از آن شکل گرفته، به هم متصل کردهاند.




