Studi menunjukkan bahwa muatan mosaik adalah akibat langsung dari perencanaan pembangunan lingkungan dan berkelanjutan.
Kontak elektrifikasi (CE) adalah sumber listrik pertama dan satu-satunya umat manusia sampai sekitar abad kedelapan belas, tetapi sifat aslinya tetap menjadi misteri. Hari ini, dipandang sebagai komponen penting dari teknologi seperti printer laser, proses produksi LCD, pelapis elektrostatik, memisahkan plastik untuk didaur ulang, dan banyak lagi, serta menjadi bahaya industri yang signifikan (kerusakan sistem elektronik, ledakan di tambang batu bara, kebakaran di pabrik kimia) karena pelepasan muatan listrik statis (ESD) yang menyertai CE. Sebuah studi tahun 2008 diterbitkan di sifat pemarah Saya menemukan bahwa dalam ruang hampa, ESD dari lakban sederhana begitu kuat sehingga menghasilkan cukup sinar-X untuk mengambil gambar sinar-X dari jari.
Untuk waktu yang lama, diyakini bahwa dua bahan kontak/geser bermuatan dalam arah yang berlawanan dan seragam. Namun, setelah CE, ditemukan bahwa kedua permukaan yang terpisah membawa muatan (+) dan (-). Pembentukan apa yang disebut mosaik muatan telah dikaitkan dengan pengalaman ketidakmampuan untuk menghasilkan, heterogenitas bahan yang melekat dalam kontak, atau “sifat acak” umum dari CE.
Profesor Bartosz A. Grzybowski. Kredit: UNIST
Sebuah tim peneliti, dipimpin oleh Profesor Bartosz A. Grzybowski (Departemen Kimia) dari Center for Soft and Living Materials, di dalam Institute for Basic Sciences (IBS) di Institut Sains dan Teknologi Nasional Ulsan (UNIST) Dia telah menyelidiki kemungkinan sumber pengiriman mosaik selama lebih dari satu dekade. Studi ini diharapkan dapat membantu mengendalikan pelepasan muatan listrik statis yang berpotensi berbahaya dan baru-baru ini diterbitkan dalam jurnal
Figure 1. Charge mosaics on contact-charged dielectrics. (a) In a conventional view, two electrically neutral materials (grey) are brought into contact and then separated charge uniformly (lower left), one positive (red) and one negative (blue). In an alternative scenario (lower right), each surface develops a highly non-uniform ‘charge mosaic’ with neighboring domains of opposite charge polarities. (b) Collage of charge mosaics reported in the literature (the years and scale bars are indicated). Credit: UNIST
In the paper published recently in Nature Physics, the group of Professor Grzybowski shows that charge mosaics are a direct consequence of ESD. The experiments demonstrate that between delaminating materials the sequences of “sparks” are created and they are responsible for forming the (+/-) charge distributions that are symmetrical on both materials.
“You might think that a discharge can only bring charges to zero, but it actually can locally invert them. It is connected with the fact that it is much easier to ignite the ‘spark’ than to extinguish it,” says Dr. Yaroslav Sobolev, the lead author of the paper. “Even when the charges are reduced to zero, the spark keeps going powered by the field of adjacent regions untouched by this spark.”
The proposed theory explains why charge mosaics were seen on many different materials, including sheets of paper, rubbing balloons, steel balls rolling on Teflon surfaces, or polymers detached from the same or other polymers. It also hints at the origin of the crackling noise when you peel off a sticky tape – it might be a manifestation of the plasma discharges plucking the tape like a guitar string. Presented research should help control the potentially harmful electrostatic discharges and bring us closer to a true understanding of the nature of contact electrification, noted the research team.
References: “Charge mosaics on contact-electrified dielectrics result from polarity-inverting discharges” by Yaroslav I. Sobolev, Witold Adamkiewicz, Marta Siek and Bartosz A. Grzybowski, 8 September 2022, Nature Physics.
DOI: 10.1038/s41567-022-01714-9
“Correlation between nanosecond X-ray flashes and stick-slip friction in peeling tape” by Carlos G. Camara, Juan V. Escobar, Jonathan R. Hird and Seth J. Putterman, 23 October 2008, Nature.
DOI: 10.1038/nature07378
“The mosaic of surface charge in contact electrification” by H. T. Baytekin, A. Z. Patashinski, M. Branicki, B. Baytekin, S. Soh and B. A. Grzybowski, 23 June 2011, Science.
DOI: 10.1126/science.1201512
More Stories
Roket Falcon 9 SpaceX berhenti sebelum diluncurkan, miliarder dalam misi khusus
Bagaimana lubang hitam bisa menjadi begitu besar dan cepat? Jawabannya terletak pada kegelapan
Seorang mahasiswa Universitas North Carolina akan menjadi wanita termuda yang melintasi batas luar angkasa dengan kapal Blue Origin