Studiul a arătat că taxa de mozaic este un rezultat direct al planificării de mediu și de dezvoltare durabilă.
Electrificarea de contact (CE) a fost prima și singura sursă de energie electrică a umanității până în jurul secolului al XVIII-lea, dar adevărata sa natură rămâne un mister. Astăzi, este văzută ca o componentă critică a tehnologiilor precum imprimantele laser, procesele de producție LCD, acoperirile electrostatice, separarea materialelor plastice pentru reciclare și multe altele, precum și un pericol industrial semnificativ (deteriorări ale sistemelor electronice, explozii în minele de cărbune, incendii.în instalaţii chimice) datorită descărcărilor electrostatice (ESD) care însoţesc CE. Un studiu din 2008 a fost publicat în temperare natura Am descoperit că, în vid, ESD-urile unei simple bandă adezivă sunt atât de puternice încât generează suficiente raze X pentru a realiza o imagine cu raze X a unui deget.
Multă vreme s-a crezut că două materiale de contact/alunecare se încarcă în direcții opuse și uniforme. Cu toate acestea, după CE, s-a descoperit că ambele suprafețe separate poartă atât sarcini (+) cât și (-). Formarea așa-numitului mozaic de sarcină a fost atribuită experienței eterogenității inerente a materialelor în contact sau „natura aleatorie” generală a CE.
Profesorul Bartosz A. Grzybowski. Credit: UNIST
O echipă de cercetare, condusă de profesorul Bartosz A. Grzybowski (Departamentul de Chimie) al Centrului pentru Materiale Moale și Vii, din cadrul Institutului de Științe de bază (IBS) la Institutul Național de Știință și Tehnologie din Ulsan (UNIST) El a investigat posibile surse de transport de mozaic de mai bine de un deceniu. Studiul este de așteptat să ajute la controlul descărcărilor electrostatice potențial dăunătoare și a fost publicat recent în jurnal
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
„Mândru pasionat al rețelelor sociale. Savant web fără scuze. Guru al internetului. Pasionat de muzică de-o viață. Specialist în călătorii.”
More Stories
Simulările pe supercomputer dezvăluie natura turbulenței în discurile de acumulare a găurilor negre
Trăiește cu anxietate: sfaturi de specialitate despre cum să accepti o afecțiune de sănătate mintală
Noile cercetări asupra unei falii masive de tracțiune sugerează că următorul cutremur mare ar putea fi iminent