Tyrimas parodė, kad mozaikos užtaisas yra tiesioginis aplinkos ir tvaraus vystymosi planavimo rezultatas.
Kontaktinė elektrifikacija (CE) buvo pirmasis ir vienintelis žmonijos elektros energijos šaltinis maždaug iki XVIII amžiaus, tačiau tikroji jos prigimtis tebėra paslaptis. Šiandien jis laikomas svarbiu technologijų, pvz., lazerinių spausdintuvų, LCD gamybos procesų, elektrostatinių dangų, perdirbimui skirtų plastikų atskyrimo ir kt., komponentu, taip pat yra didelis pramoninis pavojus (elektroninių sistemų pažeidimai, sprogimai anglių kasyklose, gaisrai. chemijos gamyklose) dėl elektrostatinių iškrovų (ESD), kurios lydi CE. 2008 m. buvo paskelbtas tyrimas santūrus pobūdis Radau, kad vakuume paprastos lipnios juostos ESD yra tokie stiprūs, kad sukuria pakankamai rentgeno spindulių, kad būtų galima padaryti piršto rentgeno vaizdą.
Ilgą laiką buvo manoma, kad dvi kontaktinės / slydimo medžiagos kraunasi priešinga ir vienoda kryptimi. Tačiau po CE buvo nustatyta, kad abu atskiri paviršiai turi ir (+), ir (-) krūvius. Vadinamosios krūvio mozaikos susidarymas buvo siejamas su nesugebėjimo gaminti patirtimi, būdingu besiliečiančių medžiagų nevienalytiškumu arba bendru CE „atsitiktiniu pobūdžiu“.
Profesorius Bartosz A. Grzybovskis. Kreditas: UNIST
Mokslininkų komanda, vadovaujama profesoriaus Bartosz A. Grzybowski (Chemijos katedra) Minkštųjų ir gyvųjų medžiagų centre, Pagrindinių mokslų institute (IBS) Ulsano nacionalinis mokslo ir technologijų institutas (UNIST) Jis daugiau nei dešimtmetį tyrė galimus mozaikų siuntimo šaltinius. Tikimasi, kad tyrimas padės kontroliuoti potencialiai kenksmingas elektrostatines iškrovas ir neseniai buvo paskelbtas žurnale
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
„Analitikas. Kūrėjas. Zombių fanatikas. Aistringas kelionių narkomanas. Popkultūros ekspertas. Alkoholio gerbėjas”.
