Statik Elektriğin Gizemleri: Nanoskaladaki Varyasyonların Rolü !

Statik elektriğin nasıl çalıştığına dair bilgilerimiz, nanoskalada meydana gelen küçük varyasyonlara dayanıyor. Statik elektriğin ilk kaydı M.Ö. 600 yılına kadar uzanmakta. Ancak bu uzun süre zarfında, iki nesnenin birbirine sürtünmesiyle neden elektriklenme meydana geldiği tam olarak anlaşılamamıştı. Yurt dışında bir araştırma ekibi, bu gizemin nihayet çözüldüğünü açıkladı. 17 Eylül’de bir dergide yayımlanan çalışmaya göre, statik elektriğin işleyişinin “şaşırtıcı derecede basit” bir temeli var ve bu, küçük yüzey kusurlarıyla ilgili.

Araştırmacı, 18 Eylül’de yaptığı açıklamada, “İnsanlar bu konuyu inceledi, ancak deneysel sonuçları açıklarken, haklı ya da makul olmayan varsayımlar yapmak zorunda kaldılar. Artık bunu başarmayı başardık. Bir nesnenin kayması sonucu ön ve arka tarafında farklı deformasyonlar—ve dolayısıyla farklı yükler—olduğunda, elektrik akımı oluşuyor,” dedi.

Ekip, statik elektriğin özelliklerini 2019 yılında araştırmaya başladılar. İki malzemenin birbirine sürtünmesi sonucu, her bir nesnenin yüzeyindeki minik varyasyonların bükülmesiyle elektrik yüklerinin oluştuğunu keşfettiler. Bu hareket, elektrik voltajları yaratıyor. Araştırmacılar, sürtünme kuvvetine karşı bir nesnenin direndiği durumlarda ortaya çıkan “elastik kayma” kavramına dayanan yeni bir model geliştirdiler. Nanoskaladaki deformasyonların her iki tarafında biriken sürtünme, elektrik yükleri arasındaki farkı artırarak bir akım oluşturabiliyor ve bu da elektrik şokuna yol açabiliyor.

Araştırmacı, “Elektrik akımını hesaplayan yeni bir model geliştirdik. Farklı durumlar için hesapladığımız akım değerleri, deneysel sonuçlarla iyi bir uyum içerisindeydi,” ifadelerini kullandı.

Çoğu insanın statik elektriği, saç kaldıran basit deneyler veya evcil hayvan tüylerini okşadıktan sonra kapı kollarına dokunma ile ilişkilendirdiğini belirten Marks, aslında elektrik yüklerinin dünyanın birçok yönünü “basit ve derin” şekillerde etkilediğini vurguladı. Örneğin, bir kahve öğütücüsündeki yüklü kahve taneleri, çekirdeklerin lezzetini değiştirebilir. Ancak statik elektrik şokları, toz ilaçların dozajı gibi ciddi sorunlara ve endüstriyel yangınlara da yol açabiliyor. Uzmanlar, Hindenburg faciasının statik elektriğin neden olduğu yangınlarla bağlantılı olduğunu düşünüyor. Bu konudaki mekanizmaların daha iyi anlaşılması, farklı sektörlerde ürünlerin daha etkili hale gelmesine ve çalışma koşullarının daha güvenli olmasına yardımcı olabilir.

Araştırmacı, “Dünya, gezegenleri oluşturan parçacıkların statik elektrik etkisiyle kümelenmesinin bir sonucu olmadan muhtemelen bir gezegen olmayacaktı. Statik elektriğin hayatımız üzerindeki etkisi ve evrenin ne kadarının buna bağlı olduğu gerçekten çarpıcı,” şeklinde konuştu. Artık, binlerce yıl sonra bu temel fenomenin nasıl çalıştığına dair net bir açıklama yapılmış durumda.

Bu yeni buluş, sadece statik elektriğin gizemini çözmekle kalmıyor, aynı zamanda bilim ve teknoloji alanında daha güvenli ve etkili uygulamaların geliştirilmesine de kapı aralıyor. Statik elektriğin işleyişine dair bu derinlemesine anlayış, endüstriyel süreçlerden günlük yaşamımıza kadar pek çok alanda önemli yenilikler ve iyileştirmeler sağlayabilir.