سری الکتریسیته مالشی: ترتیب مواد بر اساس تمایل به کسب یا از دست دادن الکترون

سری الکتریسیته مالشی: کلید درک پدیده‌های الکتریکی روزمره

الکتریسیته مالشی چیست؟

همه‌ی ما تجربه‌ی جرقه‌ی کوچکی را هنگام لمس دستگیره‌ی در پس از راه رفتن روی فرش داشته‌ایم. این یک نمونه‌ی کلاسیک از الکتریسیته‌ی مالشی^۲ یا تریبوالکتریک است. در قلب این پدیده، ذرات ریزی به نام الکترون^۳ قرار دارند. الکترون‌ها ذراتی با بار الکتریکی منفی هستند که به دور هسته‌ی اتم می‌چرخند. هنگامی که دو ماده‌ی مختلف به شدت به یکدیگر مالش داده می‌شوند، الکترون‌ها می‌توانند از سطح یک ماده به سطح ماده‌ی دیگر منتقل شوند.

ماده‌ای که الکترون از دست می‌دهد، دارای کمبود الکترون شده و در نتیجه بار کلی آن مثبت می‌شود. در مقابل، ماده‌ای که الکترون به دست می‌آورد، دارای بار کلی منفی می‌شود. این جدایی بار، "بار ساکن" ایجاد می‌کند.

سری الکتریسیته مالشی چگونه کار می‌کند؟

سری الکتریسیته مالشی در واقع یک لیست یا جدول است که مواد مختلف را بر اساس تمایل ذاتی آن‌ها برای از دست دادن یا به دست آوردن الکترون، مرتب می‌کند. اگر دو ماده از این لیست را انتخاب کنید، ماده‌ای که در جایگاه بالاتری قرار دارد، تمایل بیشتری به از دست دادن الکترون و مثبت شدن دارد، در حالی که ماده‌ی پایین‌تر تمایل بیشتری به جذب الکترون و منفی شدن دارد.

برای مثال، اگر یک بادکنک لاستیکی را به موهای خود بمالید، از آنجایی که لاستیک در جدول پایین‌تر از مو قرار دارد، الکترون‌ها از موهای شما به بادکنک منتقل می‌شوند. در نتیجه، بادکنک بار منفی و موهای شما بار مثبت پیدا می‌کنند. به همین دلیل است که تکه‌های مو یکدیگر را دفع می‌کنند و به سمت بادکنک جذب می‌شوند.

کاربردهای شگفت‌انگیز الکتریسیته مالشی

این پدیده فقط به جرقه و بادکنک محدود نمی‌شود. دانشمندان و مهندسان از این اصل برای ساخت فناوری‌های مفید بسیاری استفاده کرده‌اند.

مثال عملی: دستگاه فتوکپی و پرینتر لیزری از الکتریسیته‌ی ساکن برای چسباندن ذرات بسیار ریز جوهر (تونر) به کاغذ در الگوهای دقیق استفاده می‌کنند. یک درام^۵ حساس به نور، ابتدا به صورت الکترواستاتیکی باردار می‌شود. نور لیزر با تابیدن بر روی آن، الگوی مورد نظر را ایجاد کرده و سپس تونر که بار مخالف دارد، فقط به قسمت‌های باردار می‌چسبد و در نهایت روی کاغذ منتقل می‌شود.

یکی از جالب‌ترین کاربردهای مدرن، ژنراتورهای نانوتریبوالکتریک^۶ (TENGs) هستند. این دستگاه‌های کوچک می‌توانند انرژی مکانیکی حاصل از حرکت بدن، تکان‌خوردن پارچه‌ها یا حتی امواج دریا را به انرژی الکتریکی مفید تبدیل کنند. تصور کنید که در آینده بتوانید با راه رفتن، گوشی همراه خود را شارژ کنید!

اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم

پاورقی

^۱ سری الکتریسیته مالشی (Triboelectric Series)
^۲ الکتریسیته مالشی (Triboelectricity)
^۳ الکترون (Electron)
^۴ پلی‌وینیل‌کلراید (Polyvinyl Chloride)
^۵ درام (Drum)
^۶ ژنراتورهای نانوتریبوالکتریک (Triboelectric Nanogenerators)