Cientistas da Northwestern University podem ter descoberto por que andar no carpete de meias, acariciar seu amigo peludo ou esfregar um balão no cabelo cria eletricidade estática. Num novo estudo, eles afirmam ter descoberto que a fricção pode criar pequenas deformações na superfície de um objeto que permitem que o fenômeno ocorra.
As pessoas sabem da existência da eletricidade estática há milênios, e acredita-se que a primeira observação registrada dela tenha sido feita pelo filósofo grego Tales de Mileus em 600 a.C. (Tales notou que o pelo atraía poeira logo após ser esfregado com âmbar). Desde então, aprendemos que muitas coisas podem causar eletricidade estática e que isso pode ser vantajoso para os animais, como os carrapatos, que usam eletricidade estática para ampliar o alcance de luta contra o hospedeiro. Mas os cientistas permaneceram no escuro sobre muitos dos princípios básicos por detrás da electricidade estática, particularmente porque é que a fricção a induz frequentemente – pelo menos, talvez, até agora.
“Pela primeira vez, somos capazes de explicar um mistério que ninguém conseguiu antes: por que esfregar é importante”, disse o pesquisador principal Laurence Marks, professor emérito de ciência e engenharia de materiais na Northwestern, em um estudo. declaração da universidade. “As pessoas tentaram, mas não conseguiram explicar os resultados experimentais sem fazer suposições que não eram justificadas ou justificáveis. Agora podemos, e a resposta é surpreendentemente simples.”
A maioria das pessoas já viu o clássico truque do balão, em que esfregar um balão na cabeça cria eletricidade estática que deixa o cabelo em pé. O princípio básico O truque é que esfregar dois objetos com propriedades físicas muito diferentes faz com que um objeto (nosso cabelo, neste exemplo) perca elétrons e fique carregado positivamente e o outro objeto fique carregado negativamente (ganhando elétrons). Quando os objetos se encontram novamente, a diferença de carga faz com que eles sejam atraídos um pelo outro e que os elétrons se movam rapidamente de um para o outro. Esse movimento rápido dos elétrons também explica por que esfregar os pés no carpete e depois tocar uma maçaneta de metal pode causar um pequeno choque. Mas esfregar pedaços do mesmo material também pode gerar carga estática, e pesquisa anterior parece ter desmascarado uma explicação comum sobre por que isso pode acontecer (o argumento era que essa carga poderia ser criada pela fricção de pedaços dos mesmos materiais com dois tamanhos diferentes).
Neste novo estudo, publicado mês passado na revista Nano-letrasMarks e sua equipe dizem ter encontrado outro mecanismo importante para explicar por que a fricção pode causar carga estática. Em 2019, eles publicado um estudo descobriu que o simples ato de esfregar dois materiais pode causar pequenas deformações nas superfícies dos objetos, que criam tensão. Mas agora eles descobriram exatamente como a fricção pode levar à carga estática, que é influenciada pela existência de cisalhamento elástico, ou pela capacidade de um material resistir ao deslizamento ao se mover ao longo de uma superfície (é por isso que eventualmente paramos de deslizar no chão, mesmo ao usar meias). Eles argumentam que o atrito crescente causado pelo cisalhamento elástico significa que a frente e a parte traseira de um objeto podem ter deformações diferentes que carregam cargas opostas, o que permite que a eletricidade estática aconteça, semelhante à diferença na pressão do ar acima e abaixo da asa de um avião. causa elevação.
“Em 2019, tivemos a semente do que estava acontecendo. No entanto, como todas as sementes, precisava de tempo para crescer”, disse Marks. “Agora, floresceu. Desenvolvemos um novo modelo que calcula a corrente elétrica. Os valores da corrente para uma série de casos diferentes estavam de acordo com os resultados experimentais.”
Outros investigadores terão de verificar os resultados e, embora esta hipótese possa ajudar a explicar muitos tipos de eletricidade estática, incluindo a produzida pela fricção do mesmo material, não explicaria todos os casos. Ainda assim, é estranhamente reconfortante saber que a ciência ainda tem muitos mistérios mundanos para resolver na tentativa de compreender o mundo que nos rodeia – isso significa que há sempre algo novo para aprender.
