top of page
הרשמו לידיעון המקוון שלנו

קבלו עידכונים על מאמרים חדשים והתרחשויות אחרות

תודה על הרשמתך

השתתפו במסע אופן הזמן

Ofan Logo a.png

מסע רב חושי בנבכי הזמן, שבו המרבד העשיר של הציוויליזציות הקדומות מתעורר לחיים ושואב אותנו אל תוכו.  

תמונת הסופר/תגור זיו

אלפי שנים לאחר שגילינו את החשמל הסטטי, אנחנו סוף סוף יודעים איך זה עובד

עודכן: 27 בנוב׳

אנחנו יודעים על תופעת החשמל הסטטי לפחות מימיו של אריסטו. אריסטו נתן קרדיט לזכותו של עמיתו הפילוסוף תאלס איש מילטוס, שחי בין 640 ל-546 לפנה"ס, עם התגלית שענבר לוכד חתיכות של עשב מיובש לאחר שפשוף שלו עם מטלית.


במשך זמן רב מאד, לא הושגה התקדמות אמיתית בגילוי מה זה, או איך זה עובד. בנג'מין פרנקלין עשה קצת התקדמות בתחום על ידי שפשוף שעווה וצמר יחד, תוך הגדרת המטען החיובי כמטען שנרכש על ידי הצמר המשפשף והמטען השלילי, המטען הקשור לשעווה המשופשפת.

בעוד שהעולם בהחלט מעריך את כל השיפשופים של פרנקלין, הבנתו את הנושא כללה חילופי נוזלים, וזה לא מה שבאמת קורה בייצור המטען החיובי והשלילי. אבל עכשיו, הודות לצוות שמידל מטען סטטי בקנה מידה ננו, אנחנו סוף סוף יודעים מה קורה, ומדוע שפשוף מייצר יותר חשמל סטטי ממגע או גלגול.


"לראשונה, אנחנו מסוגלים להסביר תעלומה שאף אחד לא יכול היה לפני כן: למה חשוב לשפשף", אמר לורנס מרקס (Laurence Marks) מאוניברסיטת נורת'ווסטרן, שהוביל את המחקר, בהצהרה. "אנשים ניסו, אבל הם לא יכלו להסביר את תוצאות הניסוי מבלי להניח הנחות שאינן צודקות או מוצדקות. עכשיו אנחנו יכולים, והתשובה פשוטה באופן מפתיע. רק כשיש דפורמציות שונות - ולכן מטענים שונים - בחלק הקדמי והאחורי של משהו החלקה מובילה לזרם".


המודל שנוצר על ידי הצוות קשור ל"אלסטיות הגזירה", כאשר חומר מתנגד לכוח מחליק. חשבו על החלקת צלחת על פני שולחן. כאשר אתם מפסיקים לדחוף, הצלחת תיעצר במהירות, והתנגדות זו להחלקה היא שגורמת למטענים החשמליים לנוע.


"המודל מסביר זרמים טריבואלקטרים במהלך החלקה שהם תוצאה של כוחות משיקים שמפרים את סימטריית המגע", מסביר הצוות במאמרם. "מטענים קשורים עקב פלקסואלקטריות (flexoelectricity), מה שאומר שתזוזות פוטנציאל פנימיות ופוטנציאל דפורמציה מופצים בצורה א-סימטרית ומפוצים על ידי מטענים חופשיים המעורבים בהעברת מטען. בשילוב עם תנועת החלקה, זה מוביל לזרם".

תיאור גרפי / Credit: Nano Letters (2024)

באופן מכריע, מודל זה יכול להיות מיושם על חומרים שונים, שכן "הפיזיקה הבסיסית של מטענים קשורים אלקטרו-מכאניים המובילים לטריבואלקטריות חלה באופן כללי, ללא קשר אם הם נוצרים על ידי פלקסואלקטריות, פיאזואלקטריות או עיקום רמות אנרגיה (band bending) אחר".


אמנם אתם עשויים לשייך חשמל סטטי בעיקר לחישמול על ידי ילד שזה עתה יצא מסוחרר מטירה מתנפחת, אבל עבור אחרים הבעיה יכולה להיות הרבה יותר חמורה, ולהוביל לשריפות תעשייתיות ואף להפריע למינון של תרופות בצורת אבקה. עם הבנה טובה יותר, זה יכול להיות אפשרי לצמצם את הבעיות האלה, או אפילו למצוא כמה שימושים חדשים ומהנים לחשמל סטטי.


"חשמל סטטי משפיע על החיים בדרכים פשוטות ועמוקות כאחד", הוסיף מרקס. "לטעינת דגנים בחשמל סטטי יש השפעה גדולה על האופן שבו פולי הקפה נטחנים ועל טעמם. כדור הארץ הוא כנראה לא כוכב לכת ללא שלב מרכזי של התקבצות של חלקיקים היוצרים כוכבי לכת, המתרחשת בגלל החשמל הסטטי שנוצר מגרגרים מתנגשים. זה מדהים כמה מחיינו נוגעים בחשמל סטטי וכמה מהיקום תלוי בו".


ועכשיו אנחנו יודעים למה שפשוף כל כך חשוב לתהליך.

מקורות:

11 צפיות0 תגובות

פוסטים אחרונים

הצג הכול

Comments


בקרו בחנות שלנו

הגמל המעופף מביא לכם פריטים יוצאי דופן ומותרות של ימי קדם אל מפתן דלתכם, כמו גם כלים ועזרים למסעות מחקר והרפתקה.

Site banner copy_edited.png
bottom of page