Desde os tempos antigos, sabe-se que, após o atrito, pequenos objetos são atraídos uns pelos outros ou, ao contrário, são repelidos. Séculos atrás, os cientistas descobriram que as cargas elétricas eram as responsáveis. Mas os físicos ainda discutem sobre por que corpos em fricção são carregados. Mas recentemente, os especialistas finalmente encontraram a resposta.
A nova versão, que apresenta excelente concordância com os dados experimentais, é descrita em artigo científico aceito para publicação na revista Physical Review Letters. Nesse ínterim, você pode se familiarizar com sua pré-impressão. A pesquisa foi liderada por Laurence Marks, da Northwestern University, nos Estados Unidos.
A primeira menção de eletrificação por fricção está associada ao nome do antigo filósofo grego Tales de Mileto, que viveu nos séculos VII a VI AC. Ele notou que o pelo, esfregado com uma vara de âmbar, atrai partículas de poeira. A propósito, a antiga palavra grega "elétron" (ἤλεκτρον) significa literalmente "âmbar".
Até agora, os físicos não foram capazes de estabelecer com segurança qual mecanismo está por trás da eletrificação por fricção, também chamada de efeito triboelétrico nos círculos científicos.
A nova teoria o vincula ao efeito flexoelétrico. Este fenômeno ocorre quando um dielétrico é sujeito a uma deformação irregular (ou seja, o grau de deformação varia de ponto a ponto), surge nele uma diferença de potencial. Isso se deve ao fato de que cargas elétricas são redistribuídas dentro da substância.
Enquanto isso, mesmo as superfícies mais lisas em nanoescala são um caos inimaginável de "cadeias de montanhas" e "depressões". Quando esfregadas, essas minúsculas irregularidades se deformam, o que deve provocar um efeito flexoelétrico.
De acordo com os cálculos dos autores, ocorre uma diferença de potencial de ± 1-10 volts. Isso é suficiente para fornecer eletrificação por atrito.
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O modelo está de acordo com vários tipos de resultados experimentais. Assim, ela explica por que os objetos são carregados por fricção, mesmo que sejam do mesmo material. A distribuição não uniforme da carga triboelétrica também fica clara. Além disso, a teoria prediz perfeitamente os resultados das medições da densidade de carga superficial.
Acrescentamos que esta descoberta promete benefícios práticos. Assim, a eletrificação por fricção é usada em uma variedade de dispositivos. E em outros casos, ao contrário, deve ser evitado, pois uma faísca perdida pode causar um incêndio. Uma compreensão mais profunda da natureza do efeito permitirá que os engenheiros o utilizem de maneira mais eficaz ou, inversamente, eliminem-no.
E, claro, é bom saber por que seu amado gato solta faíscas (embora seja possível que isso ainda seja uma magia de gato ancestral).
Anatoly Glyantsev
