Os cientistas finalmente explicaram a natureza da eletrificação por atrito

Desde os tempos antigos, sabe-se que após o atrito, pequenos objetos são atraídos um pelo outro ou, inversamente, repelidos. Séculos atrás, os cientistas descobriram que a causa é a carga elétrica. Mas os físicos ainda argumentavam sobre o motivo pelo qual atrito atua sobre os corpos. Mas, recentemente, os especialistas finalmente encontraram a resposta.

A nova versão, que está em excelente concordância com os dados experimentais, é descrita em um artigo científico aceito para publicação na revista Physical Review Letters. Enquanto isso, você pode se visualizar a sua pré – impressão. A pesquisa foi liderada por Laurence Marks, da Northwestern University, nos Estados Unidos.

A primeira menção à eletrificação por atrito está relacionada ao nome do antigo filósofo grego Thales de Mileto, que viveu nos séculos 7 a 6 aC. Ele notou que o atrito da pele de animal com um pedaço de âmbar, atraia pequenos objetos. A propósito, a palavra grega antiga “elétron” (ἤλεκτρον) significa literalmente “âmbar”.

“Desde então, ficou claro que o atrito cria uma carga estática na [superfície] de todos os dielétricos , não apenas em peles”, diz Marx. “No entanto, o consenso científico termina por aqui.”

Até hoje, os físicos não conseguiram estabelecer com segurança qual mecanismo está por trás da eletrificação do atrito, também chamado efeito triboelétrico nos círculos científicos.

Uma nova teoria o conecta ao efeito flexoelétrico. Esse fenômeno ocorre quando um dielétrico sofre deformação desigual (isto é, o grau de deformação varia de ponto a ponto), então uma diferença de potencial  surge nele. Isso se deve ao fato de que as cargas elétricas são redistribuídas dentro da substância.

Enquanto isso, mesmo as superfícies mais lisas a olho nu, mas se analizarmos em termos de nanoescala, representam um caos inimaginável de “cadeias de montanhas” e “vales”. Durante o atrito, essas pequenas irregularidades são deformadas, o que provoca um efeito flexoelétrico.

De acordo com os cálculos dos autores, ocorre uma diferença potencial de ± 1-10 volts. Isso é suficiente para fornecer eletrificação por atrito.

O modelo está de acordo com vários tipos de resultados experimentais. Então, ela explica por que os objetos são carregados por atrito, mesmo que sejam feitos do mesmo material. A distribuição heterogênea da carga triboelétrica também se torna clara. Além disso, a teoria prediz perfeitamente os resultados das medições de densidade de carga superficial.

“Nossos resultados mostram que triboeletricidade, flexoeletricidade e atrito estão indissociavelmente ligados”, resume Marx.

Acrescentamos que essa descoberta promete benefícios práticos. Assim, a eletrificação por fricção é usada em uma variedade de dispositivos. E em outros casos, pelo contrário, deve ser evitado, porque uma faísca que salta pode causar um incêndio. Uma compreensão mais profunda da natureza do efeito permitirá que os engenheiros o usem com mais eficiência ou, pelo contrário, se livrem dele.

Bem, é claro, que é bom saber por que seu amado gato solta faíscas (embora seja possível que isso ainda seja devido a antiga magia do gato).