2600年后，人类终于破解静电的工作原理

研究发现，静电现象源于物体表面微小不完美的变形，揭示了电荷生成的机制。

静电的首次记录可以追溯到公元前600年。尽管经过2600年的探索，科学家们仍未能完全解释摩擦两个物体如何产生静电。然而，西北大学的研究团队在《Nano Letters》期刊上发布的9月17日研究中，终于揭开了这一谜团。答案出乎意料的简单，关键在于微小的不完美。

“人们曾尝试过，但无法在没有不合理假设的情况下解释实验结果，”材料科学与工程名誉教授Lawrence Marks在9月18日表示。“我们现在能够做到……物体前后不同的变形和电荷变化会导致电流产生。”

Marks及其同事自2019年起开始研究静电特性，发现摩擦两种材料时会导致物体表面微小的变形。这种运动产生了电压。随后，团队创建了一个基于“弹性剪切”概念的新模型，该现象发生在物体抵抗滑动力并产生摩擦时。当在纳米级变形两侧的摩擦积累时，电荷差异会产生电流，从而引发静电冲击。

Marks表示，“我们开发了一个新的电流计算模型，不同情况下的电流值与实验结果一致。”

虽然大多数人将静电与简单的科学实验或触摸门把手后的冲击联系在一起，但电荷对世界有着深远的影响。举例来说，咖啡研磨机中带电的咖啡豆会改变豆子的味道。此外，静电冲击还可能导致药物剂量问题和工业火灾。许多专家认为，兴登堡号灾难与静电引发的火灾有关。通过更好地理解相关机制，各行业的专家可以提高产品的有效性和工作环境的安全性。

Marks解释道：“如果没有因颗粒碰撞而产生的静电，地球可能不会成为一颗行星。这一过程促进了行星的形成。” 静电对我们生活的影响如此广泛，甚至影响宇宙的发展。经过千年的探索，这一关键现象终于有了确切的解释。

本文译自 Popular Science，由 BALI 编辑发布。

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