新知｜摩擦如何产生静电,剪切,电荷,盘子20241008-凯发k8凯发

◎刘长运

古(gu)希腊哲学家泰勒斯早在公元前600年就首次报道了摩擦诱发的静电，在用(yong)皮毛摩擦了琥珀之后，他(ta)注意到皮毛吸(xi)引了灰尘。然而(er)，两(liang)千多(duo)年来，研究(jiu)人员始终未能对(dui)这(zhe)种现象(xiang)做出合理解释。

美国西北大学的材料科学与(yu)工程学家最近终于发现了其中的机制。发表在《纳米快报》上的研究(jiu)结果显示，当一(yi)个物体滑动时，该物体的前后部分会受到不同的力。这(zhe)种力的差异会导致不同的电荷在物体的前后部分积聚，电荷的差异会产生电流，从而(er)释放出静电的火花。

研究(jiu)团队从2019年就开始破解这(zhe)个谜团。他(ta)们报告(gao)说，摩擦两(liang)种材料会使它(ta)们表面的微小凸起发生弯曲。这(zhe)些弯曲、变形的凸起会产生电压。在此基础上，研究(jiu)人员开发了一(yi)个计算电流的新模型。各种不同情况下的电流值与(yu)实验结果吻合良好。一(yi)个名为(wei)“弹性剪切”的概念是新模型的核心，当某(mou)种材料抵抗滑动时，就会发生弹性剪切。举例来说，如果某(mou)人把(ba)一(yi)个盘子推过桌(zhuo)子，盘子就会抵抗滑动。一(yi)旦(dan)这(zhe)个人停止推盘子，盘子就会停止移动。这(zhe)种由(you)于抵抗滑动而(er)增加的摩擦会导致电荷移动，滑动和剪切是紧密相关的。

静电从多(duo)个方面影响到了人们的日(ri)常生活，包括(kuo)咖啡豆的研磨和行星的形成。虽(sui)然静电会引起有趣的现象(xiang)，但它(ta)也会导致严重的问题。例如，静电引起的火花会造成工业火灾，甚至是爆炸。

编辑/王静