也许在你还是个孩子的时候,你用气球快速地摩擦你的身体头发让它粘住。(也许你最近做过!)现在,经过多年的猜测,凯斯西储大学(Case Western Reserve University)的科学家准确地指出了这种派对戏法发生的原因。
我们知道当两个物体相互摩擦时,电荷在积聚,被称为静电或摩擦电充电。如果两个物体带相反的电荷(正负电荷),他们会粘在一起。但有些物体似乎比其他物体更带电(更紧密地粘在一起)——比如你头发上的气球。为什么?
根据发表在杂志上的一项新研究物理评论材料,这一现象的关键在于气球材料的张力。为了本研究的目的,科学家们拉伸了一层聚四氟乙烯(PTFE)薄膜,并在一层未拉伸的PTFE薄膜上摩擦。他们发现即使这些材料在化学上是相同的,它们在一个方向上产生电荷转移——就好像它们有两种不同的化学成分。被拉伸或被拉伸的薄片带正电荷,而未拉伸的薄片带负电荷。


材料越紧张,系统电荷转移的可能性越大。这是因为材料的微观结构在应变时发生了改变,导致小洞和裂缝。这些缺陷使得摩擦产生的摩擦有利于电荷的转移,导致静电。
“我们认为,当我们拉伸聚合物时,在它们周围看到的空隙区域和纤维(微小的细胞纤维)具有不同的键合,因此电荷也不同,”解释合著者Dan在一份新闻稿中说。
“摩擦充电实验通常以其——就像一些人会说的——迷人的不一致的结果而闻名,”合著者Andrew Wang补充道.“让我吃惊的是,最初,是无张力和张力充电结果的一致性"
研究人员还用包装“花生”的方法检测了这一现象。事实上,目前正在仔细检查聚苯乙烯花生和塑料袋,以便更好地了解静电。理想情况下,科学家们将精确地确定它,这样他们就能控制它,协助防止摩擦电爆炸(例如矿井内煤尘爆炸)和开发更有效的产品- -例如,杀虫剂能更好地附着在植物上,油漆能更好地附着在汽车上。