Всеки, който някога е галил котка или е влачил краката си по килима, знае, че триенето на предмети генерира статично електричество. Въпреки това обяснението на този феномен убягва на изследователите вече повече от две хилядолетия. Сега учени от Северозападния университет най-накрая разкриха действието на механиката.

Изследователите са установили, че предната и задната част изпитват различни сили при плъзгането на даден предмет. Тази разлика в силите води до натрупване на различни електрически заряди върху предната и задната част на обекта. Разликата в електрическите заряди създава ток, който води до светлинно въздействие.

„За първи път успяваме да обясним една загадка, която никой преди не можеше да обясни: защо триенето има значение“, казва Лорънс Маркс от Северозападния университет, който ръководи проучването.

„Хората са се опитвали, но не са могли да обяснят експерименталните резултати, без да правят предположения, които не са обосновани или оправдани. Сега вече можем и отговорът е изненадващо прост. Просто наличието на различни деформации - и следователно различни заряди - в предната и задната част на нещо плъзгащо се води до ток.“

Маркс е експерт в областта на повърхностните структури и почетен професор по материалознание и инженерство в Северозападния университет. Карл Олсън, докторант в изследователската група на Маркс, е първият автор на статията. Гръцкият философ Талес от Милет за първи път съобщава за статично електричество, предизвикано от триене, през 600 г. пр.н.е. След като натрива кехлибар с кожа, той забелязва, че козината привлича прах.

„Оттогава стана ясно, че триенето предизвиква статично зареждане във всички изолатори - не само в козината“, казва Маркс. „Въпреки това, това е повече или по-малко мястото, където свършва научният консенсус.“

Маркс и екипът му започват да разплитат мистерията през 2019 г.

В проучване, публикувано във Physical Review Letters, се съобщава, че триенето на два материала един в друг огъва малки издатини по повърхностите на тези материали. Тези огънати, деформирани изпъкналости пораждат напрежение, установяват изследователите.

„През 2019 г. имахме зародиша на това, което се случва. Както всички семена обаче, то се нуждаеше от време, за да порасне“, казва Маркс. „Сега то разцъфна. Разработихме нов модел, който изчислява електрическия ток. Стойностите на тока за редица различни случаи бяха в добро съответствие с експерименталните резултати“.

В основата на новия модел стои концепция, наречена „еластично срязване“. То може да възникне, когато даден материал се съпротивлява на силата на плъзгане. Ако човек бутне плоча по маса, тя ще се съпротивлява на плъзгане. Щом човекът спре да я бута, плочата спира да се движи. Това допълнително триене, причинено от съпротивлението на плъзгането, предизвиква движение на електрическите заряди.

Въпреки че статичното електричество може да причини забавни нещастия, като например изправяне на косата след спускане по пързалката на детската площадка, то може да доведе и до сериозни проблеми. Например искрите от статичното електричество причиняват промишлени пожари и дори експлозии. То може да попречи и на постоянното дозиране на прахообразни фармацевтични продукти. С по-доброто разбиране на действащите механизми изследователите биха могли да въведат нови решения на тези проблеми.

Снимка: Unsplash

Виж още: Фотографът пътешественик Остин Ман подложи iPhone 16 Pro на най-тежкото фото изпитание (ВИДЕО)