Frota un globo en tu cabello y el globo generalmente recoge una carga eléctrica negativa, mientras que tu cabello se vuelve positivo. Pero un nuevo estudio muestra que la carga de un objeto recoge puede depender de su historial. El número de veces que un objeto había tocado previamente otro determinado si el objeto se cargó negativamente o positivamente cuando se tocó nuevamente, informan los investigadores en el 20 de febrero. Naturaleza.
El trabajo podría ser un paso para comprender los efectos detrás del fenómeno de la electricidad estática, en el que la carga eléctrica se acumula en los materiales después de que se frotan o se tocan. Aunque la electricidad estática es un fenómeno diario, los científicos aún no entienden cómo funciona la transferencia de carga. El fenómeno es importante para todo tormentas de rayos a polinización. Pero, «Somos absolutamente despistados, como mega-falta, en cuanto a lo que realmente está sucediendo», dice el físico Scott Waitukaitis del Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria, o Ista, en Klosterneuburg.
Los científicos no saben qué se está transfiriendo de un material a otro cuando los objetos se tocan. Podrían ser electrones, átomos cargados eléctricamente llamados iones o pequeños trozos de material. Incluso la reproducibilidad es una lucha: el mismo experimento puede dar un resultado diferente en diferentes días o en diferentes laboratorios. Eso ha dificultado sacar conclusiones claras.
Entonces Waitukaitis y sus colegas simplificaron cosas. Estudiaron la carga eléctrica en experimentos con un solo material, un polímero blando llamado polidimetilsiloxano o PDMS. Tocaron diferentes cuadrados del material juntos, midiendo la carga transferida. (El maldito es útil para garantizar que los dos objetos hagan un buen contacto entre sí en los experimentos).
Al principio, las muestras parecían intercambiar carga al azar. Pero finalmente, los investigadores descubrieron un patrón. Una muestra que había sido tocada a otras muestras muchas veces cargaría negativa cuando se tocara a una nueva.
Los investigadores también encontraron que las muestras formaban lo que se conoce como una serie triboeléctrica. Ese es un pedido basado en qué material en un par toma una carga negativa y que una carga positiva, cuando se toca. Por ejemplo, un balón generalmente se vuelve negativo cuando toca tu cabello. Pero un globo tocado a Teflon generalmente obtendría una carga positiva. Una serie triboeléctrica generalmente involucra diferentes tipos de materiales, pero los diferentes trozos de PDMS también formaron su propia serie. El historial de contacto también importaba allí. La serie triboeléctrica se formó después de que las muestras tenían muchos contactos anteriores.
Los investigadores examinaron las muestras de PDMS en detalle para determinar qué estaba causando el efecto. Descubrieron que las muestras que se habían tocado repetidamente eran más suaves en escamas de distancia muy pequeñas de aproximadamente 10 nanómetros.
Lo que eso significa para los misterios de la electricidad estática aún no está claro. Pero el resultado ilumina la fuente de parte de la confusión. «Ayuda [us] Comprenda la irreproducibilidad anterior, ya que tiene estos materiales que cree que son todos iguales, pero habrá diferencias sutiles en la nanoestructura «, dice el ingeniero químico Daniel carece de la Universidad de la Reserva Occidental de Case en Cleveland. «Eso, creo, es un resultado clave».
El descubrimiento fue «una mezcla entre la terquedad accidental y la pura de mi parte», dice el físico Juan Carlos Sobarzo, también de Ista, quien realizó los experimentos. Cuando los experimentos no funcionaron como se esperaba, los probó nuevamente, día tras día, hasta que lo hicieron. Eso llevó a los investigadores a darse cuenta de que la repetición en sí era clave para obtener una serie triboeléctrica, ya que las muestras tuvieron que haber sido tocadas muchas veces. «Si no hubiera seguido mi instinto, podríamos haber perdido la importancia del historial de contacto».
Sobarzo, al parecer, tenía el toque justo.