Передача заряда посредством контакта или скольжения
Трибоэлектрический эффект (также известный как трибоэлектричество , трибоэлектрическая зарядка , трибоэлектрификация или трибозарядка ) описывает передачу электрического заряда между двумя объектами, когда они соприкасаются или скользят друг по другу. Он может происходить с различными материалами, такими как подошва ботинка на ковре, или между двумя кусками одного и того же материала. Он распространен повсеместно и происходит с разным количеством переноса заряда ( трибозаряд ) для всех твердых материалов. Есть доказательства того, что трибозарядка может происходить между комбинациями твердых тел, жидкостей и газов, например, жидкостью, текущей в твердой трубке, или самолетом, летящим по воздуху.
Часто статическое электричество является следствием трибоэлектрического эффекта, когда заряд остается на одном или обоих объектах и не отводится. Термин трибоэлектричество использовался для обозначения области изучения или общего явления трибоэлектрического эффекта, [1] [2] [3] [4] или статического электричества, которое возникает в результате этого. [5] [6] Когда нет скольжения, трибозарядку иногда называют контактной электрификацией , а любое генерируемое статическое электричество иногда называют контактным электричеством . Эти термины часто используются взаимозаменяемо и могут быть спутаны.
Трибоэлектрический заряд играет важную роль в таких отраслях, как упаковка фармацевтических порошков, [3] [7] и во многих процессах, таких как пылевые бури [8] и планетарное образование . [9] Он также может увеличивать трение и адгезию. Хотя многие аспекты трибоэлектрического эффекта теперь поняты и подробно документированы, в современной литературе сохраняются значительные разногласия относительно основных деталей.
История
Историческое развитие трибоэлектричества переплетено с работой над статическим электричеством и самими электронами. Эксперименты, связанные с трибоэлектричеством и статическим электричеством, проводились до открытия электрона. Название ēlektron (ἤλεκτρον) по-гречески означает янтарь , [10] [11] что связано с записью электростатического заряда Фалесом Милетским около 585 г. до н. э., [12] и, возможно, другими, даже более ранними. [12] [13] Префикс трибо- (по-гречески «тереть») относится к скольжению, трению и связанным с ними процессам, как в трибологии . [14]
С осевого века (8-3 вв. до н. э.) притяжение материалов, вызванное статическим электричеством при трении янтаря , и притяжение магнитных материалов считались схожими или одинаковыми. [11] Есть указания на то, что это было известно как в Европе, так и за ее пределами, например, в Китае и других местах. [11] Сирийские женщины использовали янтарные нити в ткачестве и использовали трибоэлектрические свойства, как отмечал Плиний Старший . [11] [15]
Эффект упоминается в записях средневекового периода. Архиепископ Евстафий Фессалоникийский , греческий ученый и писатель XII века, пишет, что Воливер, король готов , мог вытягивать искры из своего тела. Он также утверждает, что философ мог, одеваясь, вытягивать искры из своей одежды, подобно отчету Роберта Симмера о его экспериментах с шелковыми чулками, который можно найти в Philosophical Transactions 1759 года . [16]
Обычно считается [13] , что первый крупный научный анализ был сделан Уильямом Гилбертом в его публикации De Magnete в 1600 году. [16] [18] Он обнаружил, что гораздо больше материалов, чем янтарь, такие как сера, воск, стекло, могут производить статическое электричество при трении, и что влага предотвращает электризацию. Другие, такие как сэр Томас Браун, внесли важный вклад немного позже, как с точки зрения материалов, так и первого использования слова электричество в Pseudodoxia Epidemica . [19] Он отметил, что металлы не показывают трибоэлектрический заряд, возможно, потому, что заряд отводился. Важным шагом было изобретение около 1663 года Отто фон Герике [20] машины, которая могла автоматизировать генерацию трибоэлектрического заряда, что значительно упростило производство большего количества трибозаряда; последовали другие электростатические генераторы . [16] Например, на рисунке показан электростатический генератор, построенный Фрэнсисом Хауксби Младшим . Другое ключевое событие произошло в 1730-х годах, когда К. Ф. Дюфе указал на два типа заряда, которые он назвал стекловидным и смолистым . [21] [22] Эти названия соответствовали стеклянным (стекловидным) стержням и битуминозному углю, янтарю или сургучу (смолистому), которые использовались в экспериментах Дюфе. [23] : I:44 Эти названия использовались на протяжении всего 19 века. Использование терминов положительный и отрицательный для типов электричества выросло из независимой работы Бенджамина Франклина около 1747 года, где он приписывал электричество избыточному или недостаточному количеству электрической жидкости. [23] : 43–48
Примерно в то же время Иоганн Карл Вильке опубликовал в своей докторской диссертации 1757 года трибоэлектрический ряд . [24] [25] В этой работе материалы были перечислены в порядке полярности разделения зарядов при соприкосновении или скольжении друг по другу. Материал, находящийся в нижней части ряда, при соприкосновении с материалом, находящимся в верхней части ряда, приобретет более отрицательный заряд.
Первым систематическим анализом трибоэлектричества считается работа Жана Клода Эжена Пекле в 1834 году. [26] Он изучал трибоэлектрическую зарядку для ряда условий, таких как материал, давление и трение поверхностей. Прошло некоторое время, прежде чем появились дальнейшие количественные работы Оуэна в 1909 году [27] и Джонса в 1915 году. [28] Самый обширный ранний набор экспериментальных анализов был проведен в 1914–1930 годах группой профессора Шоу, который заложил большую часть фундамента экспериментальных знаний. В серии статей он: был одним из первых, кто упомянул некоторые недостатки трибоэлектрического ряда, также показав, что тепло оказывает большое влияние на трибозарядку; [29] подробно проанализировал, где различные материалы будут располагаться в трибоэлектрическом ряду, в то же время указывая на аномалии; [1] отдельно проанализировали стекло и твердые элементы [30] , а также твердые элементы и текстиль, [31] тщательно измерили как трибозарядку, так и трение; проанализировали зарядку, вызванную частицами, выдуваемыми воздухом; [32] продемонстрировали, что поверхностная деформация и релаксация играют решающую роль для ряда материалов, [33] [34] и изучили трибозарядку многих различных элементов с кремнием. [35]
Большая часть этой работы предшествует пониманию твердотельных изменений уровней энергии в зависимости от положения, а также изгиба зон . [36] Это было в начале 1950-х годов в работах таких авторов, как Вик [37] , которые были приняты во внимание вместе с такими концепциями, как квантовое туннелирование и поведение, такое как эффекты барьера Шоттки , а также включая такие модели, как неровности для контактов, основанные на работе Фрэнка Филипа Боудена и Дэвида Табора . [38]
Основные характеристики
Трибоэлектрический заряд возникает, когда два материала соприкасаются, а затем разъединяются или скользят друг по другу. Примером может служить трение пластиковой ручки о рукав рубашки из хлопка, шерсти, полиэстера или смешанных тканей, используемых в современной одежде. [39] Наэлектризованная ручка будет притягивать и поднимать кусочки бумаги размером менее квадратного сантиметра и будет отталкивать аналогично наэлектризованную ручку. Это отталкивание можно обнаружить, подвесив обе ручки на нитях и расположив их рядом друг с другом. Такие эксперименты привели к теории двух типов электрического заряда, один из которых является отрицательным по отношению к другому, с простой суммой с учетом знаков, дающей общий заряд. Электростатическое притяжение заряженной пластиковой ручки к нейтральным незаряженным кусочкам бумаги (например) обусловлено индуцированными диполями [36] : Глава 27 в статье.
Трибоэлектрический эффект может быть непредсказуемым, поскольку многие детали часто не контролируются. [40] Явления, которые не имеют простого объяснения, известны уже много лет. Например, еще в 1910 году Джеймисон заметил, что для куска целлюлозы знак заряда зависел от того, был ли он изогнут вогнутым или выпуклым во время трения. [41] О таком же поведении с кривизной сообщил в 1917 году Шоу, [1] который отметил, что эффект кривизны с различными материалами делал их либо более положительными, либо отрицательными. В 1920 году Ричардс указал, что для сталкивающихся частиц скорость и масса играют роль, а не только то, какие материалы были. [42] В 1926 году Шоу указал, что в случае двух кусков одинакового материала знак переноса заряда от «резины» к «натертому» может меняться со временем. [43]
Есть и другие более поздние экспериментальные результаты, которые также не имеют простого объяснения. Например, работа Бурго и Эрдемира [44], которая показала, что знак переноса заряда меняется между моментом, когда наконечник вдавливается в подложку, и моментом, когда он вытаскивается; подробная работа Ли и др. [45] и Форварда, Лакса и Санкарана [46] и других, измеряющих перенос заряда во время столкновений между частицами циркония разного размера, но одинакового состава, при этом один размер заряжается положительно, а другой отрицательно; наблюдения с использованием скользящего [46] или зонда Кельвина [47] неоднородных изменений заряда между номинально идентичными материалами.
Подробности того, как и почему происходит трибозарядка, не являются установленной наукой по состоянию на 2023 год. Одним из компонентов является разница в работе выхода (также называемой сродством к электрону ) между двумя материалами. [48] Это может привести к переносу заряда, как, например, проанализировал Харпер. [49] [50] Как известно по крайней мере с 1953 года, [37] [51] [52] [53] контактный потенциал является частью процесса, но не объясняет многие результаты, такие как упомянутые в последних двух абзацах. [41] [43] [44] [47] Во многих исследованиях указывалось на проблемы с разницей в работе выхода ( потенциалом Вольта ) как на полное объяснение. [54] [55] [56] [4] Существует также вопрос, почему скольжение часто важно. Поверхности имеют множество наномасштабных неровностей , где происходит контакт, [38] что учитывалось во многих подходах к трибоэлектрификации. [49] Вольта и Гельмгольц предположили, что роль скольжения заключается в создании большего количества контактов в секунду. [50] В современных терминах идея заключается в том, что электроны движутся во много раз быстрее атомов, поэтому электроны всегда находятся в равновесии, когда атомы движутся ( приближение Борна-Оппенгеймера ). В этом приближении каждый контакт неровности во время скольжения эквивалентен стационарному; нет прямой связи между скоростью скольжения и движением электронов. [57] Альтернативная точка зрения (за пределами приближения Борна-Оппенгеймера) заключается в том, что скольжение действует как квантово-механический насос, который может возбуждать электроны для перехода из одного материала в другой. [58] Другое предположение заключается в том, что имеет значение локальный нагрев во время скольжения, [59] идея, впервые предложенная Френкелем в 1941 году. [60] В других работах рассматривалось, что локальный изгиб в наномасштабе создает напряжения, которые помогают управлять переносом заряда через флексоэлектрический эффект. [61] [62] Существуют также предположения, что поверхностные или захваченные заряды важны. [63] [64] Совсем недавно были предприняты попытки включить полное описание твердого тела. [65] [66] [67] [58]
Объяснения и механизмы
Из ранних работ, начавшихся примерно в конце 19 века [27] [28] [29], доступно большое количество информации о том, что эмпирически вызывает трибоэлектричество. Хотя имеются обширные экспериментальные данные по трибоэлектричеству, пока еще нет полного научного консенсуса относительно источника [68] [69] или, что более вероятно, источников. Некоторые аспекты установлены и будут частью полной картины:
Различия в работе выхода между двумя материалами. [49]
Локальная кривизна, деформация и шероховатость. [41] [1] [70]
Силы, используемые при скольжении, и скорости при столкновении частиц, а также размеры. [3] [56]
Электронная структура материалов и кристаллографическая ориентация двух контактирующих материалов. [37]
Поверхностные или интерфейсные состояния, а также факторы окружающей среды, такие как влажность. [37] [49]
Трибоэлектрическая серия
Эмпирический подход к трибоэлектричеству — это трибоэлектрический ряд . Это список материалов, упорядоченных по тому, как они развивают заряд относительно других материалов в списке. Иоган Карл Вильке опубликовал первый в статье 1757 года. [24] [25] Ряд был расширен Шоу [1] и Хенникером [71] путем включения природных и синтетических полимеров, а также изменения последовательности в зависимости от поверхности и условий окружающей среды. Списки несколько различаются относительно порядка некоторых материалов. [1] [71]
Другой трибоэлектрический ряд, основанный на измерении трибоэлектрической плотности заряда материалов, был предложен группой Чжун Лин Вана . Трибоэлектрическая плотность заряда испытуемых материалов измерялась по отношению к жидкой ртути в перчаточном боксе при четко определенных условиях, с фиксированной температурой, давлением и влажностью. [72] [73]
Известно, что этот подход слишком прост и ненадежен. [37] [49] [74] Существует много случаев, когда есть треугольники: материал A положителен при трении о B, B положителен при трении о C, а C положителен при трении о A, проблема, упомянутая Шоу в 1914 году. [29] Это не может быть объяснено линейным рядом; циклические ряды несовместимы с эмпирическим трибоэлектрическим рядом. [75] Кроме того, существует много случаев, когда зарядка происходит при контактах между двумя частями одного и того же материала. [76] [77] [47] Это было смоделировано как следствие электрических полей от локального изгиба ( флексоэлектричество ). [61] [62] [78]
Различия в работе работы
Во всех материалах существует положительный электростатический потенциал от положительных атомных ядер, частично уравновешенный отрицательным электростатическим потенциалом того, что можно описать как море электронов. [36] Средний потенциал положителен, что называется средним внутренним потенциалом (MIP). Различные материалы имеют разные MIP, в зависимости от типов атомов и того, насколько близко они находятся. На поверхности электроны также немного выливаются в вакуум, как подробно проанализировали Кон и Лян. [36] [79] Это приводит к диполю на поверхности. В совокупности диполь и MIP приводят к потенциальному барьеру для электронов, чтобы покинуть материал, который называется рабочей функцией . [36]
Рационализация трибоэлектрического ряда заключается в том, что разные члены имеют разные рабочие функции, поэтому электроны могут переходить из материала с малой рабочей функцией в материал с большой. [37] Разность потенциалов между двумя материалами называется потенциалом Вольта , также называемым контактным потенциалом . Эксперименты подтвердили важность этого для металлов и других материалов. [48] Однако, поскольку поверхностные диполи различаются для разных поверхностей любого твердого тела [36] [79], контактный потенциал не является универсальным параметром. Сам по себе он не может объяснить многие результаты, которые были установлены в начале 20-го века. [42] [43] [41]
Электромеханические вклады
Всякий раз, когда твердое тело деформируется, могут генерироваться электрические поля. Один процесс обусловлен линейными деформациями и называется пьезоэлектричеством , второй зависит от того, насколько быстро деформации изменяются с расстоянием (производная) и называется флексоэлектричеством . Оба являются устоявшейся наукой и могут быть измерены и рассчитаны с использованием методов теории функционала плотности . Поскольку флексоэлектричество зависит от градиента, оно может быть намного больше в наномасштабе во время скольжения или контакта неровностей между двумя объектами. [38]
Была проведена значительная работа по связи между пьезоэлектричеством и трибоэлектричеством. [80] [81] Хотя это может быть важно, пьезоэлектричество встречается только в небольшом количестве материалов, которые не имеют инверсионной симметрии, [36], поэтому это не является общим объяснением. Недавно было высказано предположение, что флексоэлектричество может быть очень важным [61] в трибоэлектричестве, поскольку оно встречается во всех изоляторах и полупроводниках. [82] [83] Довольно много экспериментальных результатов, таких как эффект кривизны, можно объяснить этим подходом, хотя полные детали еще не определены. [62] Также есть ранние работы Шоу и Ханстока, [33] и группы Дэниела Лакса, демонстрирующие, что деформация имеет значение. [84] [85] [70]
Модель компенсации заряда конденсатора
Объяснение, которое появлялось в разных формах, аналогично заряду на конденсаторе. Если между двумя материалами существует разность потенциалов из-за разницы в их рабочих функциях (контактный потенциал), это можно рассматривать как эквивалент разности потенциалов на конденсаторе. Заряд для компенсации этого — это тот, который отменяет электрическое поле. Если между двумя материалами находится изолирующий диэлектрик, то это приведет к плотности поляризации и связанному поверхностному заряду , где — нормаль поверхности. [86] [87] Тогда общий заряд в конденсаторе представляет собой комбинацию связанного поверхностного заряда от поляризации и заряда от потенциала.
Трибоэлектрический заряд из этой модели компенсации часто рассматривался как ключевой компонент. [88] [89] [90] [91] Если включить дополнительную поляризацию из-за деформации ( пьезоэлектричество ) или изгиба образцов ( флексоэлектричество ) [61] [62], это может объяснить такие наблюдения, как эффект кривизны [41] или неоднородной зарядки. [78]
Перенос электронов и/или ионов
Ведутся дебаты о том, переносятся ли электроны или ионы в трибоэлектричестве. Например, Харпер [49] обсуждает обе возможности, тогда как Вик [37] больше склоняется к переносу электронов. Дискуссия продолжается и по сей день, например, Джордж М. Уайтсайдс выступает за ионы, [92] в то время как Диас и Фензель-Александер [93] , а также Лоренс Д. Маркс поддерживают оба варианта, [61] [62] а другие только электроны. [94]
Предложенная теория трибоэлектричества как принципиально необратимого процесса была опубликована в 2020 году физиками-теоретиками Робертом Алики и Алехандро Дженкинсом . [58] Они утверждали, что электроны в двух материалах, которые скользят друг по другу, имеют разные скорости, что приводит к неравновесному состоянию . Квантовые эффекты заставляют этот дисбаланс перекачивать электроны из одного материала в другой. [58] Это фермионный аналог механизма вращательного сверхизлучения, первоначально описанного Яковом Зельдовичем для бозонов . [58] Электроны перекачиваются в обоих направлениях, но небольшие различия в электронных потенциальных ландшафтах для двух поверхностей могут вызывать чистую зарядку. [58] Алики и Дженкинс утверждают, что такая необратимая перекачка необходима для понимания того, как трибоэлектрический эффект может генерировать электродвижущую силу . [58] [98]
Влажность
Как правило, повышенная влажность (вода в воздухе) приводит к уменьшению величины трибоэлектрического заряда. [99] Размер этого эффекта сильно варьируется в зависимости от контактирующих материалов; уменьшение заряда варьируется от 10 и более раз и до очень небольшой зависимости от влажности. [100] Некоторые эксперименты обнаруживают повышенный заряд при умеренной влажности по сравнению с чрезвычайно сухими условиями перед последующим снижением при более высокой влажности. [101] Наиболее распространенное объяснение заключается в том, что более высокая влажность приводит к большему количеству воды, адсорбируемой на поверхности контактирующих материалов, что приводит к более высокой поверхностной проводимости . [102] [103] Более высокая проводимость обеспечивает большую рекомбинацию заряда при разделении контактов, что приводит к меньшему переносу заряда. [102] [104] [105] Другое предложенное объяснение эффектов влажности рассматривает случай, когда наблюдается увеличение переноса заряда с влажностью в сухих условиях. Повышение влажности может привести к образованию водных мостиков между контактирующими материалами, которые способствуют переносу ионов. [101]
Примеры
Трение и адгезия от трибозарядки
Трение [106] является тормозящей силой из-за различных процессов рассеивания энергии , таких как упругая и пластическая деформация, возбуждение фононов и электронов, а также адгезия . [107] Например, в автомобиле или любом другом транспортном средстве колеса упруго деформируются при качении. Часть энергии, необходимой для этой деформации, восстанавливается ( упругая деформация ), часть — нет и идет на нагрев шин. Энергия, которая не восстанавливается, способствует возникновению обратной силы, процесса, называемого трением качения .
Подобно трению качения, в передаче заряда есть энергетические члены, которые способствуют трению. При статическом трении существует связь между упругими деформациями, поляризацией и поверхностным зарядом, которая способствует силе трения. [82] При трении скольжения [108] , когда неровности контактируют [38] и происходит передача заряда, часть заряда возвращается при размыкании контактов, часть — нет [109] и будет способствовать макроскопически наблюдаемому трению. Имеются доказательства наличия замедляющей силы Кулона между неровностями с разными зарядами [110] и увеличения адгезии из-за электризации контакта, когда гекконы ходят по воде. [111] Имеются также доказательства связи между рывковыми (прилипание-скольжение) процессами во время скольжения с передачей заряда [44] , электрическим разрядом [112] и рентгеновским излучением. [96] Насколько велик трибоэлектрический вклад в трение, является предметом споров. Некоторые [110] предполагают , что он может доминировать для полимеров, тогда как Харпер [113] утверждает, что он невелик.
Жидкости и газы
Генерация статического электричества из относительного движения жидкостей или газов хорошо известна, один из первых анализов был проведен в 1886 году лордом Кельвином в его капельнице , которая использовала падающие капли для создания электрического генератора. [114] Жидкая ртуть является особым случаем, поскольку она обычно действует как простой металл, поэтому использовалась в качестве эталонного электрода. [2] Более распространенной является вода, и электричество из-за попадания капель воды на поверхности было задокументировано с момента открытия Филиппом Ленардом в 1892 году электрификации брызг или эффекта водопада . [115] [116] Это когда падающая вода генерирует статическое электричество либо путем столкновений между каплями воды, либо с землей, что приводит к тому, что более мелкий туман в восходящих потоках в основном заряжен отрицательно, а положительный — вблизи нижней поверхности. Это может также происходить для скользящих капель. [117]
Другой тип заряда может быть получен во время быстрого затвердевания воды, содержащей ионы, что называется эффектом Воркмана-Рейнольдса . [118] Во время затвердевания положительные и отрицательные ионы могут быть неравномерно распределены между жидкостью и твердым телом. [119] Например, во время гроз это может способствовать (вместе с эффектом водопада) разделению положительных ионов водорода и отрицательных ионов гидроксида, что приводит к статическому заряду и молнии . [120]
Третий класс связан с контактными разностями потенциалов между жидкостями или газами и другими материалами, аналогичными разнице в работе выхода для твердых тел. Было высказано предположение, что трибоэлектрический ряд для жидкостей полезен. [121] Одним из отличий от твердых тел является то, что жидкости часто имеют заряженные двойные слои , и большинство работ на сегодняшний день подтверждают, что перенос ионов (а не электронов) доминирует для жидкостей [122], как впервые предположил Ирвинг Ленгмюр в 1938 году. [123]
Наконец, в жидкостях могут быть градиенты скорости потока на границах раздела, а также градиенты вязкости. Они могут создавать электрические поля, а также поляризацию жидкости, поле, называемое электрогидродинамикой . [124] Они аналогичны электромеханическим терминам для твердых тел, где электрические поля могут возникать из-за упругих деформаций, как описано ранее.
Порошки
Во время коммерческой обработки порошка [3] [125] [126] или в естественных процессах, таких как пылевые бури, [127] [128] [8] может происходить трибоэлектрический перенос заряда. Могут быть электрические поля до 160 кВ/м при умеренных ветровых условиях, что приводит к кулоновским силам примерно той же величины, что и гравитация. [129] Не обязательно наличие воздуха, значительная зарядка может происходить, например, на безвоздушных планетарных телах. [130] В случае фармацевтических порошков и других коммерческих порошков трибозарядка должна контролироваться для контроля качества материалов и доз. Статический разряд также представляет особую опасность в элеваторах из-за опасности взрыва пыли , [131] в местах хранения взрывоопасных порошков, [132] и во многих других случаях. [133] Трибоэлектрическое разделение порошков обсуждалось как метод разделения порошков, например, различных биополимеров. [134] Принцип здесь заключается в том, что различные степени заряда могут быть использованы для электростатического разделения, общей концепции для порошков. [135]
В промышленности
Существует много областей в промышленности, где трибоэлектричество является проблемой. Вот несколько примеров:
Непроводящие трубы, транспортирующие горючие жидкости или топливо, такое как бензин, могут привести к накоплению трибозаряда на стенках труб, что может привести к потенциалу до 90 кВ. [136] Пневматические транспортные системы в промышленности могут привести к пожарам из-за трибозаряда, образующегося во время использования. [137]
На судах контакт между грузом и трубопроводами во время погрузки и разгрузки, а также поток в паровых трубах и струи воды в очистных машинах могут привести к опасной зарядке. [138] Существуют курсы для обучения моряков опасностям. [139]
Власти США требуют, чтобы почти все промышленные предприятия измеряли выбросы пыли. Используются различные датчики, основанные на трибоэлектричестве, и в 1997 году Агентство по охране окружающей среды США выпустило руководящие принципы для систем обнаружения утечек трибоэлектрических тканевых фильтровальных мешков. [140] Для трибоэлектрического обнаружения пыли доступны коммерческие датчики. [141]
Протирание рельса около химического резервуара, когда он заполняется горючим химикатом, может привести к искрам, которые воспламенят химикат. Это стало причиной взрыва в 2017 году, в результате которого погиб один человек и многие получили ранения. [142]
Другие примеры
Хотя простой случай поглаживания кошки знаком многим, в современной технологической цивилизации есть и другие области, где трибоэлектричество используется или вызывает беспокойство:
Воздух, движущийся мимо самолета, может привести к накоплению заряда; самолеты обычно имеют один или несколько статических фитилей для его удаления. [143] Проверка их состояния является стандартной задачей для пилотов. [144] Аналогично, лопасти вертолета движутся быстро, и трибозарядка может генерировать напряжение до 200 кВ. [145]
В процессе формирования планет ключевым этапом является агрегация пыли или более мелких частиц. [9] Имеются данные о том, что трибоэлектрическая зарядка во время столкновений зернистого материала играет ключевую роль в преодолении барьеров для агрегации. [146]
Одноразовая медицинская защитная одежда должна соответствовать определенным нормам трибоэлектрической зарядки в Китае. [147]
Космические аппараты могут накапливать значительный трибозаряд, который может мешать коммуникациям, таким как отправка сигналов самоуничтожения. Некоторые запуски были отложены из-за погодных условий, когда мог произойти трибозаряд. [148]
Трибоэлектрические наногенераторы — это устройства сбора энергии , которые преобразуют механическую энергию в электричество. [149]
Трибоэлектрический шум в медицинских кабельных сборках и свинцовых проводах возникает, когда проводники, изоляция и наполнители трутся друг о друга, когда кабели изгибаются во время движения. Поддержание трибоэлектрического шума на приемлемом уровне требует тщательного выбора материалов, проектирования и обработки. [150] Это также проблема с подводными электроакустическими преобразователями, если есть изгибающие движения кабелей; считается, что механизм включает относительное движение между диэлектриком и проводником в кабеле. [151]
Автомобильные шины обычно темные, так как в них добавляется сажа, помогающая отводить трибозаряд, который может ударить током пассажиров при выходе из машины. [152] Также можно приобрести разрядные ремни. [153]
Работа выхода , энергия, необходимая для удаления электрона с поверхности.
Ссылки
^ abcdef Shaw, PE (1917). «Эксперименты по трибоэлектричеству. I.—Трибоэлектрический ряд». Труды Лондонского королевского общества. Серия A, содержащая статьи математического и физического характера . 94 (656): 16–33. Bibcode :1917RSPSA..94...16S. doi : 10.1098/rspa.1917.0046 . ISSN 0950-1207.
^ ab Freund, Thomas (1979). «Трибоэлектричество». Достижения в области коллоидной и интерфейсной науки . 11 (1): 43–66. doi :10.1016/0001-8686(79)80003-2.
^ аб Галембек, Фернандо; Бурго, Тьяго А.Л.; Балестрин, Лия Б.С.; Гувейя, Рубия Ф.; Сильва, Кристиан А.; Галембек, Андре (2014). «Трение, трибохимия и трибоэлектричество: последние достижения и перспективы». РСК Адв . 4 (109): 64280–64298. Бибкод : 2014RSCAd...464280G. дои : 10.1039/C4RA09604E. ISSN 2046-2069.
^ "Трибоэлектричество". Education.MRSEC.Wisc.edu . Materials Research Science and Engineering Centers Education Group / University of Wisconsin–Madison. 2020 . Получено 21 июля 2023 .
^ "Collins English Dictionary". 23 июля 2023 г. Получено 23 июля 2023 г.
^ Вонг, Дженнифер; Квок, Филип Чи Лип; Чан, Хак-Ким (2015). «Электростатика в фармацевтических твердых телах». Химическая инженерная наука . 125 : 225–237. Bibcode : 2015ChEnS.125..225W. doi : 10.1016/j.ces.2014.05.037.
^ ab Kok, Jasper F.; Renno, Nilton O. (2008). "Электростатика в песке, переносимом ветром". Physical Review Letters . 100 (1): 014501. arXiv : 0711.1341 . Bibcode : 2008PhRvL.100a4501K. doi : 10.1103/physrevlett.100.014501. ISSN 0031-9007. PMID 18232774. S2CID 9072006.
^ ab Blum, Jürgen; Wurm, Gerhard (2008). «Механизмы роста макроскопических тел в протопланетных дисках». Annual Review of Astronomy and Astrophysics . 46 (1): 21–56. Bibcode : 2008ARA&A..46...21B. doi : 10.1146/annurev.astro.46.060407.145152. ISSN 0066-4146.
^ abcd Бенджамин, Парк (1898). История электричества (интеллектуальный рост электричества) от античности до дней Бенджамина Франклина Парка Бенджамина ... Нью-Йорк: J. Wiley. стр. 1–45, главы 1-2. doi :10.5962/bhl.title.19628.
^ ab Иверсен, Пол; Лакс, Дэниел Дж. (2012). «Собственная жизнь: слабая связь между Фалесом Милетским и изучением электростатического заряда». Журнал электростатики . 70 (3): 309–311. doi :10.1016/j.elstat.2012.03.002. ISSN 0304-3886.
^ ab Roller, Duane; Roller, Duane HD (1953). «Пренатальная история электротехнической науки». American Journal of Physics . 21 (5): 343–356. Bibcode : 1953AmJPh..21..343R. doi : 10.1119/1.1933449. ISSN 0002-9505.
^ "tribo-", Викисловарь, бесплатный словарь , 26 августа 2023 г. , получено 5 сентября 2023 г.
^ "Свойства янтаря". Древние резные янтари в музее Дж. Пола Гетти . Получено 16 августа 2023 г.
^ abc Maver, William Jr. (1918). «Электричество, его история и прогресс». The Encyclopedia Americana: A Library of Universal Knowledge. Vol. X. New York: Encyclopedia Americana Corp. pp. 172 ff. – через Internet Archive.
^ Хоксби, Фрэнсис (1719). «Физико-механические эксперименты». (Без названия) (2-е изд.). Лондон: Дж. Сенекс и У. Тейлор.
↑ Найт, Томас Браун (1672). Pseudodoxia epidemica: или, Исследования очень многих принятых догматов и общепринятых истин (6-е и последнее изд., исправленное и дополненное). Книга II Глава IV. С. 82–86. doi :10.1037/13887-000.
^ de V. Heathcote, NH (1950). «Серный шар Герике». Annals of Science . 6 (3): 293–305. doi :10.1080/00033795000201981. ISSN 0003-3790.
^ "V. Письмо от монс. Дюфея, члена Королевского общества и Королевской академии наук в Париже, его светлости Чарльзу, герцогу Ричмондскому и Леноксскому, относительно электричества. Перевод с французского TS MD". Philosophical Transactions of the Royal Society of London (на латыни). 38 (431): 258–266. 1733. doi :10.1098/rstl.1733.0040. ISSN 0261-0523. S2CID 186208701.
^ Кейтли, Джозеф Ф. (1999). История электрических и магнитных измерений: от 500 г. до н. э. до 1940-х годов. Нью-Йорк: IEEE Press. ISBN978-0-7803-1193-0.
^ ab Whittaker, Edmund T. (1989). История теорий эфира и электричества. 2: Современные теории, 1900–1926 (переиздание). Нью-Йорк: Dover Publ. ISBN978-0-486-26126-3.
^ аб Вильке, Йохан Карл (1757). Disputatio physica Experimentis, de electricitatibus contrariis… (на латыни). Типис Иоаннис Якоби Адлери.
^ ab Gillispie, CC (1976). Словарь научной биографии . Нью-Йорк: Scribner. С. 352–353.
^ Пекле, МЭ (1834). «Memoire sur l'Electricite produit par le Frottement». Анналы химии и телосложения . lvii : 337–416.
^ ab Owen, Morris (1909). "XLII. О фрикционном электричестве". The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science . 17 (100): 457–465. doi :10.1080/14786440408636622. ISSN 1941-5982.
^ ab Jones, W. Morris (1915). "XXX. Фрикционное электричество на изоляторах и металлах". The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science . 29 (170): 261–274. doi :10.1080/14786440208635305. ISSN 1941-5982.
^ abc Shaw, PE (1914). «Электрификация поверхностей под воздействием тепла». Труды Физического общества Лондона . 27 (1): 208–216. Bibcode : 1914PPSL...27..208S. doi : 10.1088/1478-7814/27/1/317. ISSN 1478-7814.
^ Shaw, PE; Jex, CS (1928). «Трибоэлектричество и трение. II.—Стекло и твердые элементы». Труды Лондонского королевского общества. Серия A, содержащая статьи математического и физического характера . 118 (779): 97–108. Bibcode : 1928RSPSA.118...97S. doi : 10.1098/rspa.1928.0037 . ISSN 0950-1207.
^ Shaw, PE; Jex, CS (1928). «Трибоэлектричество и трение. III. Твердые элементы и текстиль». Труды Лондонского королевского общества. Серия A, содержащая статьи математического и физического характера . 118 (779): 108–113. Bibcode : 1928RSPSA.118..108S. doi : 10.1098/rspa.1928.0038. ISSN 0950-1207. JSTOR 94891.
^ Shaw, PW (1929). «Трибоэлектричество и трение. IV.—Электричество, вызываемое частицами, вдуваемыми воздухом». Труды Лондонского королевского общества. Серия A, содержащая статьи математического и физического характера . 122 (789): 49–58. Bibcode : 1929RSPSA.122...49S. doi : 10.1098/rspa.1929.0004 . ISSN 0950-1207.
^ ab Shaw, PE; Hanstock, RF (1930). «Трибоэлектричество и трение. —V. О поверхностной деформации и релаксации подобных твердых тел». Труды Лондонского королевского общества. Серия A, содержащая статьи математического и физического характера . 128 (808): 474–480. Bibcode : 1930RSPSA.128..474S. doi : 10.1098/rspa.1930.0125 . ISSN 0950-1207. S2CID 137932809.
^ Shaw, PE; Hanstock, RF (1930). «Трибоэлектричество и трение.—VI. О поверхностной деформации и релаксации для разнородных твердых тел». Труды Лондонского королевского общества. Серия A, содержащая статьи математического и физического характера . 128 (808): 480–487. Bibcode : 1930RSPSA.128..480S. doi : 10.1098/rspa.1930.0126 . ISSN 0950-1207.
^ Shaw, PE; Leavery, EW (1932). «Трибоэлектричество и трение. VII.—Количественные результаты для металлов и других твердых элементов с кремнием». Труды Лондонского королевского общества. Серия A, содержащая статьи математического и физического характера . 138 (836): 502–514. Bibcode : 1932RSPSA.138..502S. doi : 10.1098/rspa.1932.0199 . ISSN 0950-1207. S2CID 136574422.
^ abcdefg Эшкрофт, Нил В.; Мермин, Н. Дэвид (1976). Физика твердого тела . Cengage Learning. ISBN978-0-03-083993-1.
^ abcdefg Вик, ФА (1953). "Теория контактной электрификации". British Journal of Applied Physics . 4 (S2): S1–S5. Bibcode : 1953BJAP....4S...1V. doi : 10.1088/0508-3443/4/S2/301. ISSN 0508-3443.
^ abcd Боуден, Фрэнк Филипп; Табор, Дэвид (2001) [1950]. Трение и смазка твердых тел . Серия "Oxford Classic Texts" (Повторное издание). Оксфорд: Clarendon Press. ISBN978-0-19-850777-2.
^ Пластиковая расческа, натертая хлопчатобумажной тканью, притягивает мелкие кусочки бумаги, 6 сентября 2012 г. , получено 5 сентября 2023 г.
^ Лоуэлл, Дж.; Аканде, А. Р. (1988). «Контактная электризация — почему она переменная?». Журнал физики D: Прикладная физика . 21 (1): 125–137. Bibcode :1988JPhD...21..125L. doi :10.1088/0022-3727/21/1/018. ISSN 0022-3727. S2CID 250782776.
^ ab Richards, Harold F. (1920). «Электрификация ударом». Physical Review . 16 (4): 290–304. Bibcode : 1920PhRv...16..290R. doi : 10.1103/PhysRev.16.290. ISSN 0031-899X.
^ abc Shaw, PE (1926). «Электрическое разделение между идентичными твердыми поверхностями». Труды Физического общества . 39 (1): 449–452. Bibcode :1926PPS....39..449S. doi :10.1088/0959-5309/39/1/344. ISSN 0959-5309.
^ abc Burgo, Thiago AL; Erdemir, Ali (2014). «Сигнал биполярной трибозарядки во время флуктуаций силы трения на интерфейсах металл–изолятор». Angewandte Chemie International Edition . 53 (45): 12101–12105. doi :10.1002/anie.201406541. PMID 25168573.
^ Ли, Виктор; Джеймс, Николь М.; Вайтукайтис, Скотт Р.; Йегер, Генрих М. (2018). «Столкновительная зарядка отдельных субмиллиметровых частиц: использование ультразвуковой левитации для инициирования и отслеживания переноса заряда». Physical Review Materials . 2 (3): 035602. arXiv : 1801.09278 . Bibcode : 2018PhRvM...2c5602L. doi : 10.1103/PhysRevMaterials.2.035602. ISSN 2475-9953. S2CID 118904552.
^ ab Shinbrot, T.; Komatsu, TS; Zhao, Q. (2008). "Спонтанная трибозарядка подобных материалов". EPL (Europhysics Letters) . 83 (2): 24004. Bibcode : 2008EL.....8324004S. doi : 10.1209/0295-5075/83/24004. ISSN 0295-5075. S2CID 40379103.
^ ab Harper, WE (1951). «Эффект Вольта как причина статической электрификации». Труды Лондонского королевского общества. Серия A. Математические и физические науки . 205 (1080): 83–103. Bibcode : 1951RSPSA.205...83H. doi : 10.1098/rspa.1951.0019. ISSN 0080-4630. S2CID 110618773.
^ ab Harper, WR (1961). «Электрификация после контакта твердых тел». Contemporary Physics . 2 (5): 345–359. Bibcode : 1961ConPh...2..345H. doi : 10.1080/00107516108205281. ISSN 0010-7514.
^ Castle, GSP (1997). «Контактная зарядка между изоляторами». Журнал электростатики . 40–41: 13–20. doi :10.1016/S0304-3886(97)00009-0.
^ Бейли, Адриан Г. (2001). «Зарядка поверхностей изоляторов». Журнал электростатики . 51–52: 82–90. doi :10.1016/S0304-3886(01)00106-1.
^ Шейн, Л. Б. (2007). «Последние достижения и продолжающиеся головоломки в электростатике». Science . 316 (5831): 1572–1573. doi :10.1126/science.1142325. ISSN 0036-8075. PMID 17569848. S2CID 136500498.
^ Элсдон, Р. (1975). Фундаментальные и прикладные аспекты контактной электрификации (PhD). Кембриджский университет. doi :10.17863/CAM.16064.
^ Аканде, AR; Лоуэлл, J (1987). «Перенос заряда в контактах металл/полимер». Journal of Physics D: Applied Physics . 20 (5): 565–578. Bibcode :1987JPhD...20..565A. doi :10.1088/0022-3727/20/5/002. ISSN 0022-3727. S2CID 250812629.
^ ab Kok, Jasper F.; Lacks, Daniel J. (2009). «Электрификация гранулярных систем идентичных изоляторов». Physical Review E. 79 ( 5): 051304. arXiv : 0902.3411 . Bibcode : 2009PhRvE..79e1304K. doi : 10.1103/PhysRevE.79.051304. ISSN 1539-3755. PMID 19518446. S2CID 2225090.
^ Борн, М.; Оппенгеймер, Р. (1927). «Квантовая теория молекул». Аннален дер Физик (на немецком языке). 389 (20): 457–484. Бибкод : 1927АнП...389..457Б. дои : 10.1002/andp.19273892002 .
^ Фукада, Э.; Фаулер, Дж. Ф. (1958). «Трибоэлектричество и электронные ловушки в изоляционных материалах: некоторые корреляции». Nature . 181 (4610): 693–694. Bibcode :1958Natur.181..693F. doi :10.1038/181693b0. ISSN 0028-0836. S2CID 4269111.
^ Герре-Пьекур, Кристель; Бек, Сандрин; Трее, Даниэль (2001). «Электрический заряд и трибология изоляционных материалов». Comptes Rendus de l'Académie des Sciences, Série IV . 2 (5): 761–774. arXiv : 0707.2649 . Бибкод : 2001CRASP...2..761G. дои : 10.1016/S1296-2147(01)01218-5.
^ Пан, Шуайхан; Чжан, Чжинань (2017). «Трибоэлектрический эффект: новый взгляд на процесс переноса электронов». Журнал прикладной физики . 122 (14): 144302. Bibcode : 2017JAP...122n4302P. doi : 10.1063/1.5006634. ISSN 0021-8979.
^ Olson, Karl P.; Mizzi, Christopher A.; Marks, Laurence D. (2022). «Изгиб полосы и храповой механизм объясняют трибоэлектричество в флексоэлектрическом контактном диоде». Nano Letters . 22 (10): 3914–3921. arXiv : 2201.04688 . Bibcode : 2022NanoL..22.3914O. doi : 10.1021/acs.nanolett.2c00107. ISSN 1530-6984. PMID 35521939. S2CID 245906054.
^ Willatzen, Morten; Lin Wang, Zhong (2018). «Теория контактной электрификации: оптические переходы в двухуровневых системах». Nano Energy . 52 : 517–523. Bibcode : 2018NEne...52..517W. doi : 10.1016/j.nanoen.2018.08.015. S2CID 106380058.
^ Lacks, Daniel J. (2012). «Непредсказуемость электростатического заряда». Angewandte Chemie International Edition . 51 (28): 6822–6823. doi :10.1002/anie.201202896. PMID 22653881.
^ Lacks, Daniel J.; Shinbrot, Troy (2019). «Давние и нерешенные проблемы трибоэлектрической зарядки». Nature Reviews Chemistry . 3 (8): 465–476. doi :10.1038/s41570-019-0115-1. ISSN 2397-3358. S2CID 197403212.
^ ab Xie, L.; He, PF; Zhou, J.; Lacks, DJ (2014). «Корреляция контактной деформации с контактной электризацией идентичных материалов». Journal of Physics D: Applied Physics . 47 (21): 215501. Bibcode :2014JPhD...47u5501X. doi :10.1088/0022-3727/47/21/215501. ISSN 0022-3727. S2CID 121319419.
^ ab Henniker J (1962). "Трибоэлектричество в полимерах". Nature . 196 (4853): 474. Bibcode :1962Natur.196..474H. doi : 10.1038/196474a0 . S2CID 4211729.
^ Zou H, Zhang Y, Guo L, Wang P, He X, Dai G и др. (2019). «Количественная оценка трибоэлектрического ряда». Nature Communications . 10 (1): 1427. Bibcode :2019NatCo..10.1427Z. doi :10.1038/s41467-019-09461-x. PMC 6441076 . PMID 30926850.
^ Пан, Шуайхан; Чжан, Жинан (2019). «Фундаментальные теории и основные принципы трибоэлектрического эффекта: обзор». Трение . 7 (1): 2–17. doi : 10.1007/s40544-018-0217-7 . ISSN 2223-7690. S2CID 256406551.
^ Лоуэлл, Дж.; Траскотт, В. С. (1986). «Трибоэлектрификация идентичных изоляторов. I. Экспериментальное исследование». Журнал физики D: Прикладная физика . 19 (7): 1273–1280. Bibcode : 1986JPhD...19.1273L. doi : 10.1088/0022-3727/19/7/017. ISSN 0022-3727. S2CID 250769950.
^ Лоуэлл, Дж.; Траскотт, В. С. (1986). «Трибоэлектрификация идентичных изоляторов. II. Теория и дальнейшие эксперименты». Журнал физики D: Прикладная физика . 19 (7): 1281–1298. Bibcode : 1986JPhD...19.1281L. doi : 10.1088/0022-3727/19/7/018. ISSN 0022-3727. S2CID 250811149.
^ ab Persson, BNJ (2020). «О роли флексоэлектричества в трибоэлектричестве для случайно шероховатых поверхностей». EPL (Europhysics Letters) . 129 (1): 10006. arXiv : 1911.06207 . Bibcode : 2020EL....12910006P. doi : 10.1209/0295-5075/129/10006. ISSN 1286-4854. S2CID 208615180.
^ ab Lang, ND; Kohn, W. (1971). «Теория металлических поверхностей: функция выхода». Physical Review B. 3 ( 4): 1215–1223. Bibcode :1971PhRvB...3.1215L. doi :10.1103/PhysRevB.3.1215. ISSN 0556-2805.
^ Петерсон, Джон В. (1949). «Влияние пьезоэлектризации на трибоэлектрификацию». Physical Review . 76 (12): 1882–1883. Bibcode : 1949PhRv...76.1882P. doi : 10.1103/PhysRev.76.1882.2. ISSN 0031-899X.
^ Harper, WR (1955). «Адгезия и зарядка кварцевых поверхностей». Труды Лондонского королевского общества. Серия A. Математические и физические науки . 231 (1186): 388–403. Bibcode : 1955RSPSA.231..388H. doi : 10.1098/rspa.1955.0182. ISSN 0080-4630. S2CID 137276822.
^ ab Зубко, Павел; Каталан, Густав; Таганцев, Александр К. (2013). "Флексоэлектрический эффект в твердых телах". Annual Review of Materials Research . 43 (1): 387–421. Bibcode :2013AnRMS..43..387Z. doi :10.1146/annurev-matsci-071312-121634. hdl : 10261/99362 . ISSN 1531-7331.
^ Sow, Mamadou; Lacks, Daniel J.; Mohan Sankaran, R. (2012). «Зависимость контактной электризации от величины деформации в полимерных материалах». Журнал прикладной физики . 112 (8): 084909–084909–5. Bibcode : 2012JAP...112h4909S. doi : 10.1063/1.4761967. ISSN 0021-8979.
^ Соу, Мамаду; Лакс, Дэниел Дж.; Санкаран, Р. Мохан (2013). «Влияние деформации материала на трибоэлектрическую зарядку: влияние свойств материала». Журнал электростатики . 71 (3): 396–399. doi :10.1016/j.elstat.2012.11.021.
^ Фишер, Л. Х. (1951). «О представлении статической поляризации жестких диэлектриков эквивалентными распределениями зарядов». American Journal of Physics . 19 (2): 73–78. Bibcode : 1951AmJPh..19...73F. doi : 10.1119/1.1932714. ISSN 0002-9505.
^ Гриффитс, Дэвид (29 июня 2017 г.). Введение в электродинамику . Cambridge University Press. стр. 296–354. doi :10.1017/9781108333511.008. ISBN978-1-108-33351-1.
^ Ирландия, Питер М. (2010). «Трибоэлектрификация потоков частиц на поверхностях: Часть II — Механизмы и модели». Powder Technology . 198 (2): 199–210. doi :10.1016/j.powtec.2009.11.008.
^ Мацусака, С.; Маруяма, Х.; Мацуяма, Т.; Гадири, М. (2010). «Трибоэлектрическая зарядка порошков: обзор». Chemical Engineering Science . 65 (22): 5781–5807. Bibcode :2010ChEnS..65.5781M. doi :10.1016/j.ces.2010.07.005. hdl : 2433/130693 .
^ Xie, Li; Li, Junjie; Liu, Yakui (2020). «Обзор модели зарядки частиц песка из-за столкновений». Theoretical and Applied Mechanics Letters . 10 (4): 276–285. Bibcode : 2020TAML...10..276X. doi : 10.1016/j.taml.2020.01.047 . ISSN 2095-0349. S2CID 225960006.
^ Маккарти, Логан С.; Уайтсайдс, Джордж М. (2008). «Электростатическая зарядка из-за разделения ионов на интерфейсах: контактная электризация ионных электретов». Angewandte Chemie International Edition . 47 (12): 2188–2207. doi :10.1002/anie.200701812. PMID 18270989.
^ Диас, А. Ф.; Фенцель-Александер, Д. (1993). «Модель переноса ионов для контактной зарядки». Langmuir . 9 (4): 1009–1015. doi :10.1021/la00028a021. ISSN 0743-7463.
^ Лю, Чунъян; Бард, Аллен Дж. (2008). «Электростатическая электрохимия в изоляторах». Nature Materials . 7 (6): 505–509. Bibcode : 2008NatMa...7..505L. doi : 10.1038/nmat2160. ISSN 1476-4660. PMID 18362908.
^ Дерягин, Б.В.; Кротова, Н.А.; Смилга, В.П. (1978). "II". Адгезия твердых тел. Перевод Джонстона, RK Consultants Bureau. ISBN978-1-4615-8191-8.
^ ab Camara, Carlos G.; Escobar, Juan V.; Hird, Jonathan R.; Putterman, Seth J. (2008). «Корреляция между наносекундными рентгеновскими вспышками и трением прилипания–скольжения в отслаивающейся ленте». Nature . 455 (7216): 1089–1092. Bibcode :2008Natur.455.1089C. doi :10.1038/nature07378. ISSN 0028-0836. S2CID 4372536.
^ Коллинз, Адам Л.; Камара, Карлос Г.; Ван Клив, Эли; Путтерман, Сет Дж. (2018). «Одновременное измерение трибоэлектрификации и триболюминесценции кристаллических материалов». Rev. Sci. Instrum . 89 (1): 013901. Bibcode : 2018RScI...89a3901C. doi : 10.1063/1.5006811. PMID 29390647.
^ Демминг, Анна (6 октября 2020 г.). «Квантовая обработка проливает новый свет на трибоэлектричество». Physics World . Бристоль, Великобритания . Получено 18 января 2021 г.
^ Немет, Эрнё; Альбрехт, Виктория; Шуберт, Герт; Саймон, Франк (2003). «Полимерная трибоэлектрическая зарядка: зависимость от термодинамических свойств поверхности и относительной влажности». Журнал электростатики . 58 (1–2): 3–16. doi :10.1016/S0304-3886(02)00137-7.
^ ab Pence, S.; Novotny, VJ; Diaz, AF (1994). «Влияние поверхностной влажности на контактный заряд полимеров, содержащих ионы». Langmuir . 10 (2): 592–596. doi :10.1021/la00014a042.
^ ab Немет, Эрнё; Альбрехт, Виктория; Шуберт, Герт; Саймон, Франк (2003). «Полимерная трибоэлектрическая зарядка: зависимость от термодинамических свойств поверхности и относительной влажности». Журнал электростатики . 58 (1): 3–16. doi :10.1016/S0304-3886(02)00137-7. ISSN 0304-3886.
^ Awakuni, Y; Calderwood, JH (1972). «Адсорбция водяного пара и поверхностная проводимость в твердых телах». Journal of Physics D: Applied Physics . 5 (5): 1038–1045. Bibcode : 1972JPhD....5.1038A. doi : 10.1088/0022-3727/5/5/323. S2CID 250802832.
^ Lesprit, Ugo; Paillat, Thierry; Zouzou, Noureddine; Paquier, Anna; Yonger, Marc (2021). «Трибоэлектрическая зарядка стеклянной бусины, ударяющейся о полимеры: антистатические эффекты при электризации стекла/ПУ в среде с контролируемой влажностью». Journal of Electrostatics . 113 : 103605. doi : 10.1016/j.elstat.2021.103605 . ISSN 0304-3886.
^ Toth, Joseph R.; Phillips, Amber K.; Rajupet, Siddharth; Sankaran, R. Mohan; Lacks, Daniel J. (2017). «Зависящая от размера частиц трибоэлектрическая зарядка в однокомпонентных гранулированных материалах: роль влажности». Industrial & Engineering Chemistry Research . 56 (35): 9839–9845. doi :10.1021/acs.iecr.7b02328. ISSN 0888-5885.
^ Попова, Елена; Попов, Валентин Л. (2015). «Исследования Кулона и Амонтона и обобщенные законы трения». Трение . 3 (2): 183–190. doi : 10.1007/s40544-015-0074-6 . ISSN 2223-7704. S2CID 256405946.
^ Stachowiak, Gwidon; Batchelor, Andrew W. (2011). Инженерная трибология. Elsevier. ISBN978-0-08-053103-8.
^ Перссон, Бо (2000). Трение скольжения: физические принципы и приложения. Springer Science & Business Media. ISBN978-3-540-67192-3.
^ Ко, Хёнсок; Лим, Ёнвон; Хан, Сыну; Чон, Чанг Кю; Чо, Сон Бом (2021). «Трибоэлектрификация: обратный поток и застрявшие заряды — ключ». ACS Energy Letters . 6 (8): 2792–2799. doi :10.1021/acsenergylett.1c01019. ISSN 2380-8195. S2CID 237720731.
^ ab Burgo, Thiago AL; Silva, Cristiane A.; Balestrin, Lia BS; Galembeck, Fernando (2013). "Зависимость коэффициента трения от электростатической трибозарядки". Scientific Reports . 3 (1): 2384. Bibcode :2013NatSR...3E2384B. doi :10.1038/srep02384. ISSN 2045-2322. PMC 3740278 . PMID 23934227.
^ Изади, Хади; Стюарт, Кэтрин М.Е.; Пенлидис, Александр (2014). «Роль контактной электрификации и электростатических взаимодействий в адгезии геккона». Журнал интерфейса Королевского общества . 11 (98). doi :10.1098/rsif.2014.0371. ISSN 1742-5689. PMC 4233685. PMID 25008078 .
^ Шнурманн, Роберт; Варлоу-Дэвис, Эрик (1942). «Электростатическая составляющая силы трения скольжения». Труды Физического общества . 54 (1): 14–27. Bibcode : 1942PPS....54...14S. doi : 10.1088/0959-5309/54/1/303. ISSN 0959-5309.
^ Harper, WR (1955). «Адгезия и зарядка кварцевых поверхностей». Труды Лондонского королевского общества. Серия A. Математические и физические науки . 231 (1186): 388–403. Bibcode : 1955RSPSA.231..388H. doi : 10.1098/rspa.1955.0182. ISSN 0080-4630. S2CID 137276822.
^ Томсон, В. (1868). "XVI. О самодействующем аппарате для умножения и поддержания электрических зарядов, с приложениями для иллюстрации гальванической теории". Труды Лондонского королевского общества . 16 : 67–72. doi : 10.1098/rspl.1867.0019 . ISSN 0370-1662. S2CID 110760051.
^ Ленард, Филипп (1892). «Ueber die Electricität der Wasserfälle». Аннален дер Физик и Химия . 282 (8): 584–636. Бибкод : 1892АнП...282..584Л. дои : 10.1002/andp.18922820805. ISSN 0003-3804.
^ Лёб, Леонард Б. (1958). Статическая электрификация. Берлин / Гейдельберг: Springer. doi :10.1007/978-3-642-88243-2. ISBN978-3-642-88245-6.
^ Helseth, LE; Wen, HZ (2017). «Визуализация динамики заряда при движении капель воды с гидрофобной поверхности». European Journal of Physics . 38 (5): 055804. Bibcode : 2017EJPh...38e5804H. doi : 10.1088/1361-6404/aa82f7. ISSN 0143-0807. S2CID 125757544.
^ Гросс, Герардо Вольфганг (1965). «Эффект Уоркмана–Рейнольдса и процессы переноса ионов на границе раздела лед-раствор». Журнал геофизических исследований . 70 (10): 2291–2300. Bibcode : 1965JGR....70.2291G. doi : 10.1029/jz070i010p02291. ISSN 0148-0227.
^ Азиз, М. Дж. (1982). «Модель перераспределения растворенных веществ во время быстрого затвердевания». Журнал прикладной физики . 53 (2): 1158–1168. Bibcode : 1982JAP....53.1158A. doi : 10.1063/1.329867. ISSN 0021-8979.
^ Иллингворт, А. Дж. (1985). «Разделение заряда в грозах: мелкомасштабные процессы». Журнал геофизических исследований . 90 (D4): 6026. Bibcode : 1985JGR....90.6026I. doi : 10.1029/JD090iD04p06026. ISSN 0148-0227.
^ Ленгмюр, Ирвинг (1938). «Электрификация поверхности из-за оттока водных растворов от гидрофобных поверхностей». Журнал Американского химического общества . 60 (5): 1190–1194. doi :10.1021/ja01272a054. ISSN 0002-7863.
^ Папагеоргиу, Деметриос Т. (2019). «Пленочные течения в присутствии электрических полей». Annual Review of Fluid Mechanics . 51 (1): 155–187. Bibcode : 2019AnRFM..51..155P. doi : 10.1146/annurev-fluid-122316-044531 . ISSN 0066-4189. S2CID 125898175.
^ Кастелланос, А. (2005). «Взаимосвязь между притягивающими межчастичными силами и объемным поведением в сухих и незаряженных тонких порошках». Advances in Physics . 54 (4): 263–376. Bibcode : 2005AdPhy..54..263C. doi : 10.1080/17461390500402657. ISSN 0001-8732. S2CID 122683411.
^ Гроссханс, Хольгер; Янтак, Саймон (2023). «Последний прогресс в моделировании CFD потока порошка во время пневматической транспортировки». Chemical Engineering Journal . 455 : 140918. arXiv : 2212.04915 . Bibcode : 2023ChEnJ.45540918G. doi : 10.1016/j.cej.2022.140918. S2CID 254535685.
^ Радж, У. А. Дуглас (1912). «LXXXI. Заметка об электрификации атмосферы и поверхности земли». Лондонский, Эдинбургский и Дублинский философский журнал и научный журнал . 23 (137): 852–855. doi :10.1080/14786440508637281. ISSN 1941-5982.
^ Кункель, В. Б. (1950). «Статическая электризация пылевых частиц при рассеивании в облаке». Журнал прикладной физики . 21 (8): 820–832. Bibcode : 1950JAP....21..820K. doi : 10.1063/1.1699765. ISSN 0021-8979.
^ Wang, X.; Schwan, J.; Hsu, H.-W.; Grün, E.; Horányi, M. (2016). «Зарядка и перенос пыли на безвоздушных планетарных телах: электростатический перенос пыли». Geophysical Research Letters . 43 (12): 6103–6110. doi : 10.1002/2016GL069491 . S2CID 132181033.
^ Глор, Мартин (2009). «Источник возгорания статическое электричество: расследование инцидента». Журнал электростатики . 67 (2–3): 242–246. doi :10.1016/j.elstat.2009.01.016. ISSN 0304-3886.
^ Лотфзаде, Хабибе; Хорасанлу, Фатеме Хеммати; Фатхоллахи, Манучехр (2020). «Уменьшение электростатического заряда взрывчатых веществ PETN и HMX с помощью PVP и ионной жидкости». Журнал электростатики . 108 : 103513. doi : 10.1016/j.elstat.2020.103513. ISSN 0304-3886. S2CID 224879902.
^ Санду, Иоана; Рестичча, Франческо (2021). Обзор инцидентов, связанных со статическим электричеством (PDF) . Куинси, Массачусетс: Фонд исследований противопожарной защиты.
^ Женкевич, Мариан; Жук, Томаш; Маркевич, Ева (2015). «Трибоэлектрический ряд и электростатическое разделение некоторых биополимеров». Тестирование полимеров . 42 : 192–198. doi :10.1016/j.polymertesting.2015.01.009. ISSN 0142-9418.
^ El-Mouloud Zelmat, Mohamed; Rizouga, Mohamed; Tilmatine, Amar; Medles, Karim; Miloudi, Mohamed; Dascalescu, Lucien (2013). «Экспериментальное сравнительное исследование различных трибозарядных устройств для трибоэлектрического разделения изолирующих частиц». IEEE Transactions on Industry Applications . 49 (3): 1113–1118. doi :10.1109/tia.2013.2251991. ISSN 0093-9994. S2CID 16419622.
^ «Основы статического электричества | OPW Retail Fueling EMEA». www.opwglobal.com . Получено 12 июля 2023 г. .
^ Пратт, Томас Х. (1994). «Статическое электричество в пневматических транспортных системах: три истории вопроса». Process Safety Progress . 13 (3): 109–113. doi :10.1002/prs.680130302. ISSN 1066-8527. S2CID 109719864.
^ Элидолу, Гизем; Акьюз, Эмре; Арслан, Озджан; Арсланоглу, Ясин (2022). «Количественный анализ отказов при взрывах и пожарах, связанных со статическим электричеством на танкерах, с использованием нечеткого подхода CREAM». Инженерный анализ отказов . 131 : 105917. doi : 10.1016/j.engfailanal.2021.105917. ISSN 1350-6307. S2CID 244408454.
^ "Статическое электричество на борту | Seably". www.seably.com . Получено 7 сентября 2023 г. .
^ Midwest Research Institute (1997). Руководство по обнаружению утечек в тканевых фильтр-мешках (PDF) . Управление по качеству воздуха, планированию и стандартам охраны окружающей среды.
^ Паркер, Эрл. «Трибоэлектрическое обнаружение пыли и измерители непрозрачности — большая разница?». www.auburnsys.com . Получено 15 июля 2023 г. .
^ СМОТРЕТЬ: Драматическое видео показывает смертельный взрыв на косметическом заводе в Нью-Виндзоре, 29 ноября 2017 г. , получено 14 августа 2023 г.
^ Петтит, Дуэйн; Тернбулл, Эндрю; Роелант, Хенк А. (1 февраля 2001 г.). «Исследование надежности самолетов авиации общего назначения». Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства .
^ Толман, Джилл (11 января 2019 г.). «Как это работает: статический фитиль». www.aopa.org . Получено 12 июля 2023 г. .
^ Siebert, Jame M. (1 июня 1962 г.). «Измерения статического электричества вертолета». Центр технической информации обороны – через Исследовательское командование по транспорту армии, Форт-Юстис, Вирджиния.
^ Чжэн, Уэйн (ред.). «Национальный стандарт Китайской Народной Республики». www.chinesestandard.net . Получено 17 июля 2023 г. .
^ Шига, Дэвид (27 октября 2009 г.). «Опасения по поводу статического электричества останавливают испытательный полет ракеты НАСА». New Scientist . Получено 12 июля 2023 г.
↑ Molex (29 августа 2014 г.). «Трибоэлектрический шум в медицинских кабелях и проводах».
^ Донован, Джон Э. (1970). «Генерация трибоэлектрического шума в некоторых кабелях, обычно используемых с подводными электроакустическими преобразователями». Журнал Акустического общества Америки . 48 (3B): 714–724. Bibcode : 1970ASAJ...48..714D. doi : 10.1121/1.1912194. ISSN 0001-4966.
↑ Ральф, Вартабедян (29 июля 1994 г.). «Товары: шокирующие новости о сиденьях и шинах». Los Angeles Times . Получено 12 июля 2023 г.
^ "Halfords Anti Static Strip | Halfords UK". www.halfords.com . Получено 5 сентября 2023 г. .
Внешние ссылки
Возвращение Static Man, подкаста для детей об угрозе в маске, которая находится под напряжением и ходит по людям, убивая их током.
Видеозапись демонстрации заряженного стержня в Университете Миннесоты, демонстрирующая отталкивание после того, как стержни подвергаются трибозаряду, при этом в разных случаях возникают силы отталкивания и притяжения.
Видео, демонстрирующее трибозарядку с помощью пластиковой расчески, натертой хлопчатобумажной тканью, притягивающей мелкие кусочки бумаги.
Видео о трибоэлектрической зарядке от Khan Academy . В нем обсуждается модель контактной разности потенциалов с использованием термина «электронное сродство» , который имеет то же значение, что и работа выхода .