science >> Wetenschap >  >> Fysica

Uitsplitsing van feesttrucs:waarom blijven ballonnen aan haar plakken?

U kunt dit ook met uw kat proberen. © Roger Ressmeyer/Corbis/VCG/Getty Images

Misschien wreef je als kind heel snel een ballon tegen je haar om het te laten plakken. (Misschien heb je het onlangs gedaan!) Nu, na vele jaren van speculatie, Wetenschappers van Case Western Reserve University hebben precies vastgesteld waarom deze feesttruc plaatsvindt.

We weten altijd al dat wanneer twee objecten tegen elkaar worden gewreven, er is een opbouw van een elektrische lading, statische elektriciteit of tribo-elektrisch opladen genoemd. Als de twee objecten tegengestelde ladingen hebben (positief en negatief), ze blijven bij elkaar. Maar sommige objecten lijken meer op te laden (kleven dichter bij elkaar) dan andere - zoals de ballon op je haar. Waarom is dat?

Volgens een nieuwe studie gepubliceerd in het tijdschrift Physical Review Materials , de kern van het fenomeen ligt in hoe gespannen het ballonmateriaal is. Voor het doel van deze studie, de wetenschappers spanden een film van polytetrafluorethyleen (PTFE) - een van de merknamen is Teflon - en wreven het tegen een film van ongespannen PTFE. Ze ontdekten dat hoewel de materialen chemisch identiek waren, ze genereerden ladingsoverdracht in één richting - alsof ze twee verschillende chemische samenstellingen hadden. Het uitgerekte of gespannen vel droeg de positieve lading, terwijl het ongespannen vel een negatieve lading droeg.

Je kunt de truc met statische elektriciteit ook met je kat proberen. © Roger Ressmeyer/Corbis/VCG/Getty Images

Hoe gespannener het materiaal was, hoe waarschijnlijker het was om systematische ladingsoverdracht te ervaren. Dit komt omdat de microstructuur van het materiaal is veranderd wanneer het wordt gespannen, waardoor er kleine gaatjes en scheurtjes ontstaan. Door deze onvolkomenheden kon de door wrijving veroorzaakte wrijving de ladingsoverdracht vergemakkelijken, waardoor er statische elektriciteit ontstaat.

"We denken dat de lege gebieden en de fibrillen [kleine celvezels] die we om hen heen zien wanneer we het polymeer belasten, verschillende bindingen hebben en dus anders opladen, ", legt co-auteur Dan Lacks uit in een persbericht.

"Tribo-elektrische oplaadexperimenten staan ​​​​algemeen bekend om hun - zoals sommigen zouden zeggen - charmant inconsistente resultaten, ", voegde co-auteur Andrew Wang toe. "Wat voor mij verrassend was, aanvankelijk, was de consistentie van de ongespannen versus gespannen laadresultaten."

De onderzoekers onderzochten het fenomeen ook met het verpakken van "pinda's, " die gewoon graag in de armen van mensen blijven. In feite, polystyreen pinda's en plastic zakken worden momenteel nauwkeurig onderzocht om ons een beter inzicht te geven in statische elektriciteit. Ideaal, wetenschappers zullen het zo nauwkeurig vastleggen dat ze het kunnen beheersen, het helpen voorkomen van tribo-elektrische explosies (zoals explosies van kolenstof in mijnen) en het ontwikkelen van effectievere producten — bijvoorbeeld, bestrijdingsmiddelen die beter aan planten blijven plakken of lakken die beter aan auto's blijven plakken.

Nu is dat eng

Statische elektriciteit kan brandstofdampen bij de benzinepomp doen ontbranden, brand veroorzaken. Om een ​​dergelijke ramp te voorkomen, probeer niet terug in de auto te stappen nadat u met tanken bent begonnen, want glijden over de stoel genereert statische elektriciteit. Als u uw voertuig opnieuw moet betreden, zorg ervoor dat u zich "aardt" wanneer u weer naar buiten gaat door het metalen deel van uw autodeur aan te raken.