A tanulmány kimutatta, hogy a mozaiktöltés a környezeti és fenntartható fejlesztési tervezés közvetlen eredménye.
Az érintkezős villamosítás (CE) volt az emberiség első és egyetlen villamosenergia-forrása körülbelül a tizennyolcadik századig, de valódi természete továbbra is rejtély. Manapság az olyan technológiák kritikus összetevőjének tekintik, mint a lézernyomtatók, LCD gyártási folyamatok, elektrosztatikus bevonatok, a műanyagok újrahasznosítás céljából történő szétválasztása és egyebek, valamint jelentős ipari veszélyt jelent (elektronikus rendszerek károsodása, robbanások szénbányákban, tüzek. vegyi üzemekben) a CE-t kísérő elektrosztatikus kisülések (ESD) miatt. Egy 2008-as tanulmányt publikáltak indulat természet Megállapítottam, hogy vákuumban egy egyszerű ragasztószalag ESD-je olyan erős, hogy elegendő röntgensugarakat generál ahhoz, hogy röntgenképet készítsen egy ujjról.
Sokáig azt hitték, hogy két érintkező/csúszdaanyag ellentétes és egyenletes irányban töltődik. A CE után azonban felfedezték, hogy mindkét különálló felület (+) és (-) töltést is hordoz. Az úgynevezett töltésmozaik kialakulását a termelési képtelenség tapasztalatának, az érintkező anyagok eredendő heterogenitásának vagy a CE általános „véletlenszerűségének” tulajdonítják.
Bartosz A. professzor. Grzybowski. Kredit: UNIST
Egy kutatócsoport, Bartosz A. professzor vezetésével. Grzybowski (Kémiai Tanszék) a Lágy és Élő Anyagok Központjától, az Alaptudományok Intézetében (IBS) Ulsan Nemzeti Tudományos és Technológiai Intézet (UNIST) Több mint egy évtizede kutatta a mozaikszállítmányok lehetséges forrásait. A tanulmány várhatóan segít a potenciálisan káros elektrosztatikus kisülések szabályozásában, és a közelmúltban publikálták a folyóiratban
Figure 1. Charge mosaics on contact-charged dielectrics. (a) In a conventional view, two electrically neutral materials (grey) are brought into contact and then separated charge uniformly (lower left), one positive (red) and one negative (blue). In an alternative scenario (lower right), each surface develops a highly non-uniform ‘charge mosaic’ with neighboring domains of opposite charge polarities. (b) Collage of charge mosaics reported in the literature (the years and scale bars are indicated). Credit: UNIST
In the paper published recently in Nature Physics, the group of Professor Grzybowski shows that charge mosaics are a direct consequence of ESD. The experiments demonstrate that between delaminating materials the sequences of “sparks” are created and they are responsible for forming the (+/-) charge distributions that are symmetrical on both materials.
“You might think that a discharge can only bring charges to zero, but it actually can locally invert them. It is connected with the fact that it is much easier to ignite the ‘spark’ than to extinguish it,” says Dr. Yaroslav Sobolev, the lead author of the paper. “Even when the charges are reduced to zero, the spark keeps going powered by the field of adjacent regions untouched by this spark.”
The proposed theory explains why charge mosaics were seen on many different materials, including sheets of paper, rubbing balloons, steel balls rolling on Teflon surfaces, or polymers detached from the same or other polymers. It also hints at the origin of the crackling noise when you peel off a sticky tape – it might be a manifestation of the plasma discharges plucking the tape like a guitar string. Presented research should help control the potentially harmful electrostatic discharges and bring us closer to a true understanding of the nature of contact electrification, noted the research team.
References: “Charge mosaics on contact-electrified dielectrics result from polarity-inverting discharges” by Yaroslav I. Sobolev, Witold Adamkiewicz, Marta Siek and Bartosz A. Grzybowski, 8 September 2022, Nature Physics.
DOI: 10.1038/s41567-022-01714-9
“Correlation between nanosecond X-ray flashes and stick-slip friction in peeling tape” by Carlos G. Camara, Juan V. Escobar, Jonathan R. Hird and Seth J. Putterman, 23 October 2008, Nature.
DOI: 10.1038/nature07378
“The mosaic of surface charge in contact electrification” by H. T. Baytekin, A. Z. Patashinski, M. Branicki, B. Baytekin, S. Soh and B. A. Grzybowski, 23 June 2011, Science.
DOI: 10.1126/science.1201512
More Stories
A SpaceX Polaris Dawn űrszondájának legénysége a valaha volt legveszélyesebb űrsétára készül
Egy őskori tengeri tehenet evett meg egy krokodil és egy cápa a kövületek szerint
Egyforma dinoszaurusz-lábnyomokat fedeztek fel két kontinensen