Ta sama elektryczność, która uderza w palce podczas dotykania telefonu lub sprawia, że włosy przyklejają się do balonu, może pewnego dnia zasilić elektronikę.
Elektryczność statyczna to stosunkowo proste zjawisko, które występuje, gdy występuje nierównowaga ładunków elektrycznych wewnątrz lub na powierzchni materiału. Oczywiście każdy zna to nieco bolesne kliknięcie opuszkami palców. Dzieje się tak, ponieważ ładunek gromadzi się do tego czasu, dopóki nie ma możliwości wyjścia, tworząc prąd elektryczny. Ale co by było, gdyby ludzie nauczyli się używać tego ładunku zamiast go tracić?
Właśnie tę okazję postanowili zbadać naukowcy z University of Buffalo i Kansas State University.
„Prawie każdy musiał doznać lekkiego porażenia prądem wywołanym klamką lub zobaczyć, jak włosy dzieci przyklejają się do balonu. Aby wykorzystać tę energię w naszej elektronice, musimy lepiej zrozumieć siły napędowe, które za nią stoją”- powiedział James Chen, profesor nadzwyczajny inżynierii mechanicznej i lotniczej w School of Engineering and Applied Sciences na University of Buffalo.
Badanie wykazało, że elektryczność statyczna jest spowodowana niewielkimi zmianami strukturalnymi.
Teraz Chen i jego partner Zayd Leseman, profesor nadzwyczajny mechaniki i inżynierii jądrowej na Uniwersytecie Stanowym w Kansas, pracują nad badaniem efektu tryboelektrycznego. Termin ten opisuje zjawisko, w którym materiał zostaje naładowany elektrycznie po kontakcie z innym materiałem poprzez tarcie.
„Tarcie między palcami a ekranem smartfona. Tarcie między nadgarstkiem a zegarkiem. Równomierne tarcie między butami a podłożem. To wszystko są ogromne potencjalne źródła energii, które można wykorzystać”- wyjaśnił naukowiec.
Film promocyjny:
Chociaż efekt tryboelektryczny był opisywany już w starożytności, aby go zrozumieć, konieczne było pojawienie się nanotechnologii, czyli badania niezwykle małych cząstek materiałów.
„Wyniki naszych badań dostarczają odpowiedzi na tę starożytną zagadkę; mogą łączyć istniejące teorie. Wyniki liczbowe są zgodne z opublikowanymi obserwacjami eksperymentalnymi”- skomentował Chen.
Naukowcy wykorzystują zarówno modele komputerowe, jak i eksperymenty fizyczne, aby opracować tak zwane „tryboelektryczne nanogeneratory” (TENG), które są zdolne do magazynowania elektryczności statycznej.
Badanie uzyskało wsparcie National Science Foundation w wysokości 400 000 USD. Zdaniem naukowców wyniki ich pracy posłużą ambitnym celom.
Zatem uzyskane wyniki mogą pomóc w opracowaniu bardziej zrównoważonych i trwałych źródeł energii. Ostatecznie badanie może poprawić bezpieczeństwo ekonomiczne i przynieść korzyści społeczeństwu poprzez zmniejszenie zapotrzebowania na tradycyjne źródła energii - twierdzą naukowcy.
Biorąc pod uwagę, że zapotrzebowanie na energię stale rośnie, w miarę jak świat staje się coraz bardziej technologiczny, elektryczność statyczna może być bardzo cennym i praktycznym dodatkowym źródłem.
Natalia Golovakha