几千年后，我们终于知道是什么产生了静电

公元前 600 年，希腊哲学家米利都的泰勒斯注意到当他在 Amber 上摩擦毛皮时，毛皮会吸引灰尘。

产生的微小电荷后来被称为静电。

你可能知道它是梳理头发时头发的噼啪声和蓬松声，或者在你头上摩擦气球后将气球粘在天花板上的力，但几个世纪以来，科学家们一直在试图弄清楚造成这种现象的原因。

现在，我们终于有了答案：产生静电的滑动运动的开始和结束会受到不同的力 - 导致前后之间的电荷差，从而导致静电的噼啪声。

“我们第一次能够解释一个以前没有人能解释的谜团：为什么摩擦很重要。”材料科学家 Laurence Marks 说美国西北大学。

“人们已经尝试过，但他们无法在不做出不合理或不合理的假设的情况下解释实验结果。我们现在可以了，答案出奇地简单。只是在物体的正面和背面具有不同的变形——因此具有不同的电荷——滑动会导致电流。

静电非常常见，我们对使其更有可能发生的条件有很好的处理。当它是两种材料摩擦在一起的结果时，它被称为摩擦电，两个表面之间的电荷转移就是摩擦电效应。

摩擦电效应本身有点难以确定。我们唯一确定的是，将两种材料摩擦在一起会产生摩擦电。

然后，在 2019 年，马克斯和他当时的同事有突破： 他们发现将两种材料摩擦在一起会使这些材料表面的微小突起变形。表面纹理的变形会产生电压。

在一本新著作中，马克斯和西北大学的第一作者卡尔·奥尔森 （Karl Olson） 填补了剩下的拼图。

“在 2019 年，我们有了正在发生的事情的种子。然而，就像所有种子一样，它需要时间来生长。马克斯说.“现在，它已经开花结果了。我们开发了一种计算电流的新模型。一系列不同情况下的电流值与实验结果非常吻合。

他们的计算和实验表明，摩擦的核心概念对于静电的产生至关重要。它被称为弹性剪切，即材料承受滑动应变的能力。当您将两种材料摩擦在一起时，它们会抵抗运动，从而产生摩擦。这就是为什么即使你穿着袜子在抛光的地板上滑行，你最终也会停下来。

当绝缘表面摩擦在一起时，身体前部的弹性应变与身体后部的弹性应变不同。因此，材料前后的电荷和极化也不同，导致在两种不同的电荷之间产生电流。

该模型并未解释摩擦电学的各个方面，但它似乎确实解决了问题的主要部分。进一步的分析和实验将帮助科学家弄清楚细节，希望不仅能理解摩擦电，而且能找到一种控制摩擦电的方法。

想要了解静电的充分理由有很多。它的堆积会在制造中造成问题，并且用于风力涡轮机.静电产生的火花会引发火灾。静电可能是我们整个存在的一部分原因——静电力被认为是数十亿年前地球生长的第一粒尘埃的粘合剂。

“静电以简单和深刻的方式影响生活，”马克斯说.“令人惊讶的是，我们的生活中有多少地方受到静电的影响，宇宙中有很大程度依赖于静电。”

该研究已发表在纳米字母.

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