Ученым впервые удалось разобраться, как именно трение создает электрический заряд — явление, которое было впервые зафиксировано ещё в 600 году до нашей эры, но оставалось загадкой. Хотя кошки и не виноваты в создании статического электричества, их шерсть оказывается идеальной для этого процесса.
Исследователи из Северо-Западного университета потратили более полувека на изучение природы статического электричества, и первый значительный прорыв был сделан в 2019 году. Тогда они выяснили, что на уровне наночастиц деформации поверхности и процесс скольжения играют важную роль в образовании электрических зарядов.
Недавно учёные установили, что трение двух объектов, например, руки и кошки, создает накопление разных зарядов. Именно это приводит к появлению "разряда", который мы ощущаем, когда прикосновение к чему-то другому вызывает небольшую искру, особенно в условиях низкой влажности.
Ведущий исследователь Лоуренс Маркс, профессор материаловедения и инженерии, объясняет:
Наконец, мы разгадали загадку: почему трение вызывает электричество. Раньше никто не мог точно объяснить это явление. Оказалось, что ответ довольно прост: разные деформации, возникающие при скольжении, создают различные заряды, и это ведет к возникновению тока.
Первый случай наблюдения статического электричества был записан греческим философом Фалесом Милетским в 600 году до нашей эры, когда он заметил, что натертый янтарь притягивает пыль. С тех пор стало ясно, что трение вызывает статический заряд не только у меха, но и у всех изоляторов.
В ходе исследований 2019 года команда создала модель, объясняющую, как трение вызывает электрические токи через так называемый "упругий сдвиг". По сути, заряд связан с движением и трением — аналогично третьему закону Ньютона. Когда материалы трутся друг о друга на наномасштабном уровне, это вызывает накопление заряда.
Хотя это открытие не избавит нас от случайных "ударов", когда мы трогаем кошку, учёные считают, что понимание механизма поможет предотвратить более серьезные происшествия, такие как пожары или взрывы на производствах.
Статическое электричество затрагивает нашу жизнь везде, от того, как молятся кофейные зерна, до формирования планет. Многие важные процессы в нашей вселенной зависят от статического электричества.
На практике для снижения уровня статического электричества можно использовать натуральные ткани, ходить босиком или увлажнять воздух в помещении. Если же вы часто получаете удары током от своей кошки, попробуйте сначала погладить её влажной тряпкой. Хотя, возможно, небольшой заряд — это не так уж и плохо. Шерсть кошки действительно отличный источник электростатического заряда.
Теперь мы хотя бы знаем, почему это происходит.
