Võib-olla pole planeedil ühtegi inimest, kes pole ühel või teisel moel kohanud staatilise elektri ilminguid igapäevaelus: selle allikaks võib olla villane kampsun, televiisor ja isegi plastist kamm, mille kammimisel juuksed seisavad sõna otseses mõttes otsas. Kuid kas sellisele ebaharilikule protsessile on olemas teaduslik seletus ja kas seda saab igapäevaelus kasutada?
Mis on staatiline elekter?
Elektrienergia olemasolu teati mitu tuhat aastat tagasi, kui antiik-Kreeka filosoof ja matemaatik Thales Miletus oli esimene, kes suutis detailselt kirjeldada staatilise laengu ilminguid. Ainult nanomõõtmetes töötavad kaasaegsed teadlased on teinud tohutu sammu edasi mõistmisel, miks kahe pinna hõõrdumine üksteise vastu võib põhjustada voolu tekkimist.
Sõltumata sellest, kui sile pind võib välja näha, võib teatud lähendusega isegi kõige siledam struktuur näidata muhke ja karedust. Iga pind, alates õhupallidest kuni kiududeni, nagu vill või juuksed, on kaetud mikroskoopiliste šahtidega, mis tekitavad staatilist elektrit. Illinoisi loodeosa ülikooli materjaliteaduse ja inseneriteaduste doktorant Christopher Mizzy väidab, et meie planeediga võib võrrelda absoluutselt kõike universumis, mis, kuigi see näib kosmosest olevat täiesti sile sinine pall, on tegelikult äärmiselt mitmekesise paik maastik.
Veebisaidil livescience.com avaldatud artikli kohaselt loob just karedus, materjali “maastiku” elemendid koos nende aktiivse interaktsiooniga üksteisega hõõrde ajal just seda tüüpi energia, mida ametlikus teaduses nimetatakse triboelektriliseks.
Staatiline elekter on looduses üks levinumaid energialiike.
Reklaamvideo:
Staatilise elektri üks ebatavalisemaid omadusi on selle tootmise lihtsus, kasutades inimkonnale isolaatoritena tuntud elektrit piiravaid materjale. Kõige tavalisemad isolaatorid Maal on kumm, vill ja juuksed, mis takistavad laetud elektronide liikumist, kuid summutavad neid. Staatiline elekter tekib aga ka siis, kui isolaatorite teravus hõõrdub üksteise vastu, segades elektronpilve. Kuna isolaatorites olevad elektronid ei saa hõlpsalt liikuda, võib see hõõrdumine moonutada elektronide pilvi, deformeerides need asümmeetriliseks. Niisiis võib elektronpilve saadud kuju teatud tingimustel jaotada stressi ühtlaselt kogu materjali pinnale. Igapäevaelus võib see nähtus selgelt avalduda, kui otsustate jalutada vaibal villastes sokkides. Materjalide hõõrdumine põhjustab sel juhul mõlema aktiivse pinna kareduse painutamist, deformeerides elektronpilved ja põhjustades väikese pingeerinevuse, mis võib ilmneda just siis, kui puudutate ukse nuppu või mõnda muud inimest.
Uuringu autorid usuvad, et see uus levinud arusaam staatilise elektri toimimisest võib viia uut tüüpi kasulike kudede väljaarendamiseni, mis võivad mobiilseadmete ja muude väikeste seadmete laadimiseks hõõrdeenergiat toota. Lisaks võib staatiline elekter aidata meil luua ohutu töökeskkonna, kus tulekahjud on ruumis peentolmu tõttu paremini kõrvaldatavad.
Daria Eletskaya
