Giải mã bí ẩn làm khoa học đau đầu suốt 2.000 năm: Vì sao cọ xát tạo ra điện?

Một nghiên cứu mới từ Đại học Northwestern cuối cùng đã làm sáng tỏ cơ chế đằng sau hiện tượng cọ xát tạo ra điện.

Bất kỳ ai từng vuốt ve mèo hoặc đi chân trần trên thảm đều biết rằng việc cọ xát các vật thể với nhau sẽ tạo ra tĩnh điện. Tuy nhiên, một lý giải thỏa đáng cho hiện tượng này đã làm đau đầu giới khoa học suốt hơn 2.000 năm qua.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nano Letters cho thấy khi một vật thể trượt, phần trước và phần sau của vật thể đó chịu các lực khác nhau. Sự khác biệt về lực này khiến các điện tích khác nhau tích tụ ở phần trước và sau của vật thể. Và sự chênh lệch điện tích tạo ra dòng điện, dẫn đến một tia điện gây sốc nhẹ.

Giải mã bí ẩn làm khoa học đau đầu suốt 2.000 năm: Vì sao cọ xát tạo ra điện?
Vuốt ve mèo sẽ tạo ra tĩnh điện - (Ảnh minh họa: mccormick.northwestern.edu).

Giáo sư Laurence Marks, người dẫn đầu nghiên cứu, nhấn mạnh: "Lần đầu tiên, chúng tôi có thể giải thích một bí ẩn mà trước đây không ai làm được: tại sao việc cọ xát lại đóng vai trò quan trọng.

Mọi người đã cố gắng, nhưng họ không thể giải thích kết quả thực nghiệm mà không đưa ra các giả định không có cơ sở hoặc không thể biện minh. Bây giờ chúng tôi đã thành công và câu trả lời đơn giản đến bất ngờ. Chỉ cần có sự biến dạng khác nhau, dẫn đến các điện tích khác nhau, ở phía trước và phía sau của một vật đang trượt là đủ để tạo ra dòng điện".

Giáo sư Marks tiết lộ, đội ngũ nghiên cứu đã tạo ra một mô hình mới để tính toán dòng điện, trong đó khái niệm "cắt đàn hồi" giữ vai trò quan trọng.

“Cắt đàn hồi” có thể xảy ra khi một vật liệu chống lại lực trượt. Nếu một người đẩy một cái đĩa trên bàn, cái đĩa sẽ chống lại việc trượt. Ngay khi người đó ngừng đẩy, đĩa sẽ ngừng di chuyển. Lực ma sát mới này, do chiếc đĩa chống lại việc trượt, khiến các điện tích di chuyển.

"Trượt và cắt có liên quan mật thiết với nhau", Marks giải thích.

Ông cũng nhấn mạnh tĩnh điện ảnh hưởng đến cuộc sống theo cả cách đơn giản và sâu sắc. "Nó ảnh hưởng đến cách hạt cà phê được xay và hương vị của chúng. Trái đất có lẽ sẽ không thể trở thành một hành tinh nếu không có bước quan trọng trong quá trình kết tụ các hạt tạo thành hành tinh, vốn xảy ra do tĩnh điện được tạo ra bởi các hạt va chạm", ông nói.

Hiện tượng tĩnh điện do ma sát đã được nhà triết học Hy Lạp Thales người Miletus ghi lại lần đầu tiên vào năm 600 trước Công nguyên. Sau khi cọ xát hổ phách với lông thú, ông nhận thấy lông thú hút bụi.

Mặc dù tĩnh điện có thể gây ra những sự cố hài hước, như tóc dựng đứng sau khi trượt xuống cầu trượt sân chơi, hiện tượng này cũng có thể dẫn đến những vấn đề nghiêm trọng. Ví dụ, tia lửa từ tĩnh điện gây ra hỏa hoạn, thậm chí là nổ trong ngành công nghiệp.

Tĩnh điện cũng có thể cản trở việc định lượng nhất quán cho các dược phẩm dạng bột.

Từ khóa liên quan:
Loading...
TIN CŨ HƠN
Sự thật tàn khốc của chất liệu tạo nên thời trang quý tộc

Sự thật tàn khốc của chất liệu tạo nên thời trang quý tộc

Thời trang quý tộc từng được định vị bằng những mẫu áo lông thú.

Đăng ngày: 20/09/2024
Phát hiện hệ nhóm máu mới ở người

Phát hiện hệ nhóm máu mới ở người

Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra một hệ nhóm máu mới, có tên là MAL, khi đang tìm cách giải mã bí ẩn kéo dài hơn 50 năm qua về một kháng nguyên bị thiếu trên tế bào hồng cầu.

Đăng ngày: 20/09/2024
Bay thẳng vào tâm siêu bão mà không lo bị rơi, bí mật công nghệ của máy bay săn bão là gì?

Bay thẳng vào tâm siêu bão mà không lo bị rơi, bí mật công nghệ của máy bay săn bão là gì?

Trước sức tàn phá ghê gớm của các cơn bão, vẫn luôn có những chiếc máy bay đặc biệt dám tới gần để thực hiện công việc khảo sát và thu thập thông tin.

Đăng ngày: 20/09/2024
Sự thật đáng sợ về bàn tay ma khổng lồ lõm vào băng Greenland

Sự thật đáng sợ về bàn tay ma khổng lồ lõm vào băng Greenland

Các nhà khoa học đã bị sốc khi một vết lõm hình bàn tay đeo găng xuất hiện đột ngột trong dữ liệu vệ tinh chụp vùng không người của Greenland.

Đăng ngày: 20/09/2024
Sẽ ra sao nếu siêu lục địa Pangea vẫn còn tồn tại cho tới tận ngày nay?

Sẽ ra sao nếu siêu lục địa Pangea vẫn còn tồn tại cho tới tận ngày nay?

Siêu lục địa Pangea là một lục địa khổng lồ từng bao phủ gần như toàn bộ bề mặt Trái đất, tồn tại cách đây khoảng 300 triệu năm.

Đăng ngày: 19/09/2024
Làm thế nào mà người xưa có thể tự làm sạch trước khi xà phòng được phát minh?

Làm thế nào mà người xưa có thể tự làm sạch trước khi xà phòng được phát minh?

Xà phòng, với công thức đơn giản nhưng công dụng to lớn, đã đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì vệ sinh cá nhân qua hàng ngàn năm lịch sử loài người.

Đăng ngày: 19/09/2024
Tòa nhà đầu tiên trên thế giới hoạt động nhờ hydro

Tòa nhà đầu tiên trên thế giới hoạt động nhờ hydro

Tháp quốc tế Forbes cao 240m sẽ sử dụng nguồn điện từ hydro và pin quang điện, do đó không phụ thuộc vào lưới điện.

Đăng ngày: 19/09/2024
Tiêu điểm
Khoa Học News