近日,一個重大的科學發現引起了廣泛關注!來自澳大利亞皇家墨爾本理工大學(RMIT University)和墨爾本大學的科研團隊發現,水滴在物體表面移動時產生的電荷,比我們以前認為的要強得多。
通常情況下,我們看到雨水在窗戶或汽車擋風玻璃上隨意滑落,根本不會想到它還能產生電荷。以前,科學家們認為液體離開物體表面,也就是從濕變干的時候才會產生電荷。但這次研究發現,液體剛接觸物體表面,從干變濕的時候就會產生電荷,而且這個電荷強度是從濕變干產生電荷的10倍,并且這個電荷不會消失。
科研團隊在研究中發現,當水滴遇到物體表面的小凸起或粗糙點時,會先積攢力量,直到突然“跳過”或“滑過”障礙物,這個過程就會產生持續的電荷。為了研究這一現象,他們讓水滴在特氟龍平板上擴散和收縮,模擬水滴在物體表面的移動,并用專業相機記錄水滴的黏附和滑動過程,同時測量電荷變化。
研究人員還發現,水滴在特氟龍(聚四氟乙烯,PTFE)表面移動產生的電荷很特別。特氟龍是一種常用于管道等流體處理材料的塑料,它不導電,所以產生的電荷很難安全移除。研究數據顯示,水滴首次接觸表面時,電荷會從0急劇增加到4.1納庫侖(nC),之后在水與表面的干濕交替過程中,電荷在3.2 - 4.1納庫侖之間波動。雖然這個電荷量比起我們在蹦床上被人跳一下產生的靜電小很多,但卻有著巨大的應用潛力。
這一發現對很多領域意義重大。在燃料儲存方面,了解液體在表面流動產生電荷的原理,有助于我們設計更安全的燃料儲存設備,避免因電荷積累產生危險;在能源存儲和充電技術方面,有望提高儲能效率和充電速度??蒲袌F隊接下來還打算研究其他液體和物體表面的黏滑現象,探索如何在實際應用中更好地利用或控制這種電荷。
參考資料:《water-droplets-are-generating-electricity-in-a-way-we-never-knew》
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