靜電的首次紀錄可追溯至公元前600年。儘管經歷了2,600多年的不斷探索，研究人員仍無法完全解釋為何摩擦兩個物體會導致靜電的產生。近日，西北大學團隊的最新研究終於為這一謎團找到了解答。這篇於9月17日發表在《納米快報》（Nano Letters）期刊上的研究論文稱，答案「驚人地簡單」，這一切都與物體表面上的納米層級的小缺陷有關。
「人們曾經嘗試過，但都無法不做出不合理的假設而解釋實驗結果。」材料科學與工程學的名譽教授Lawrence Marks在9月18日表示：「我們現在可以⋯⋯僅僅因為滑動物體的前邊和後邊有不同的形變，就可以使其有不同的電荷，從而導致電流的產生。」
Marks和他的同事們早在2019年就開始研究靜電的特性，當時他們發現摩擦兩種材料會使每個物體表面上微小的不平坦產生變化，這種運動會產生電壓。隨後，該團隊基於一個稱為「彈性剪切」的概念，創建了一個新的模型，這種彈性剪切現象發生在物體抵抗滑動力的過程中。一旦在納米級變形的任一側積累了摩擦，電荷的差異就可以產生電流，並引發電擊。
「我們開發了一個新的模型來計算電流，不同情況下的電流值與實驗結果相符。」Marks說。
Marks指出，雖然大多數人將靜電與讓頭髮豎立的實驗、或在摩擦寵物毛髮後觸摸門把手…等演示聯繫在一起，但電荷對世界產生的巨大影響實際上遠遠超出這些。例如，咖啡研磨機的帶電顆粒會改變豆子的風味。靜電電擊也可能引發嚴重問題，例如粉狀藥物劑量的複雜性和工業火災。例如，大多數專家認為，興登堡悲劇（Hindenburg tragedy）可能與靜電引發的火災有關。通過更好地理解相關機制，各行各業的專家可以幫助使他們的產品效用更好，並改善工作條件的安全性。「如果沒有碰撞粒子間所產生的靜電，地球可能不會成為一個行星，因為這一過程促成了行星的形成 。」Marks解釋道：「靜電對我們生活的影響有多麼深遠，以及宇宙有多麼依賴它，真是令人驚訝。」而現在，經過數千年，這一關鍵現象終於有了確切的解釋。◇
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