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害怕静电?那来点维生素吧
  • 发布时间:2019-09-29
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  • 我是一名科学家2019.9.3我想分享

    作者:Richard Van Noorden

    编译:Maya Blue

    化学家报告说,通过在聚合物(如塑料或橡胶)上涂抹一层抗氧化剂(如维生素E)可以防止静电积聚。这一发现提供了一种廉价的解决方案,可防止塑料表面积聚灰尘,静电放电以及电视电路或计算机主板的火花损坏。

    孩子们可以享受静电的乐趣。当他们将气球摩擦头部时,头发会粘在气球上,因为当带电粒子从一个物体传递到另一个物体时,两个带相反电荷的物体会产生吸引力。在工业中,例如在汽车的塑料燃料过滤器或半导体部件内部,静电的积累可能导致危险的火花放电或导致灰尘积聚。

    由于运动产生的摩擦而带有泡沫的猫用于包装肖恩麦格拉思/维基百科

    Bartosz Grzybowski是伊利诺伊州埃文斯顿西北大学的物理化学家。他说,静电的神秘之处在于,尽管绝缘体表面上的各向同性带电粒子相互排斥,但这种排斥力使它们均匀地分布在物体表面并引起泄漏,但电荷仍然可以稳定地积聚在大批量。因此,当发生导电路径时,静电可以累积足够的量以瞬时放电,例如雷击穿过人体的金属栏杆,或者在空气中产生微小球形闪电的小火花。

    维生素治疗

    Zeborsky的团队在《科学》杂志上发表的文章揭开了这个谜团的面纱。研究人员在显微镜下研究了高分子聚合物表面带电粒子的电场和磁场分布。他们发现自由基的存在稳定了电荷。自由基是活性分子,通过破坏分子的某个表面上的化学键形成额外的自由电荷。自由基吸附一些电荷,如果没有自由基,则电荷不能紧密排列。该团队表示,通过在表面沉积一层与自由基反应的涂层,消除这些自由基可防止静电积聚。其中一种廉价,无毒的抗氧化涂料是维生素E.事实上,这些化学品中的一些是在高分子聚合物生产过程中添加的,以消除紫外线损坏塑料时产生的化学基团,但它们从未被用作抗静电涂料。

    为了证明他们的结论,研究人员将该组的溶液应用于聚合物表面,如聚苯乙烯球体。不出所料,涂层球通过摩擦充电后,静电几分钟后消失。科学家们还在晶体管表面涂上了一层抗静电涂层,并用它向其发射带电粒子。晶体管没有受到伤害。 Zeborsky说:“答案简直令人难以置信。”

    《自然》该杂志联系了其他研究人员,他们认为这项研究令人兴奋。美国罗利市北卡罗来纳大学的Michael Dickey研究纳米电子学。他说,这项研究的真正价值在于发现静电的根本原因。他补充道:“解决旧问题的方法很简单,太聪明了。”

    静电敏感设备(左)和静电敏感保护设备(右)的警告标志|维基百科

    明尼苏达州圣保罗明尼苏达矿业和制造公司的研究员弗雷德罗斯卡说,静电效应是“工业中的一个大问题”。例如,他补充说,在半导体制造业中,只要它试图提供与聚合物表面积聚的静电相反的电荷,并消除静电,就可以拥有数十亿美元的市场。该行业还将通过改进所用材料来消除静电,例如用导电涂层(如水或凝胶)覆盖聚合物聚合物表面,或在聚合物中添加导电金属条或碳纳米管以提供静电逃逸。方式。

    Zeborski表示,目前的工业解决方案只是权宜之计,例如只考虑增加塑料的导电性,而不是探索静电累积的原因。他认为抗氧化涂层是一种廉价的解决方案。他表示,他已为该发现申请专利,并希望将其出售给3M或陶氏这样的公司。

    本文摘自Nature:抗氧化剂驱散静电。

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    编译:Maya Blue

    化学家报告说,通过在聚合物(如塑料或橡胶)上涂抹一层抗氧化剂(如维生素E)可以防止静电积聚。这一发现提供了一种廉价的解决方案,可防止塑料表面积聚灰尘,静电放电以及电视电路或计算机主板的火花损坏。

    孩子们可以享受静电的乐趣。当他们将气球摩擦头部时,头发会粘在气球上,因为当带电粒子从一个物体传递到另一个物体时,两个带相反电荷的物体会产生吸引力。在工业中,例如在汽车的塑料燃料过滤器或半导体部件内部,静电的积累可能导致危险的火花放电或导致灰尘积聚。

    由于运动产生的摩擦而带有泡沫的猫用于包装肖恩麦格拉思/维基百科

    Bartosz Grzybowski是伊利诺伊州埃文斯顿西北大学的物理化学家。他说,静电的神秘之处在于,尽管绝缘体表面上的各向同性带电粒子相互排斥,但这种排斥力使它们均匀地分布在物体表面并引起泄漏,但电荷仍然可以稳定地积聚在大批量。因此,当发生导电路径时,静电可以累积足够的量以瞬时放电,例如雷击穿过人体的金属栏杆,或者在空气中产生微小球形闪电的小火花。

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    Zeborsky的团队在《科学》杂志上发表的文章揭开了这个谜团的面纱。研究人员在显微镜下研究了高分子聚合物表面带电粒子的电场和磁场分布。他们发现自由基的存在稳定了电荷。自由基是活性分子,通过破坏分子的某个表面上的化学键形成额外的自由电荷。自由基吸附一些电荷,如果没有自由基,则电荷不能紧密排列。该团队表示,通过在表面沉积一层与自由基反应的涂层,消除这些自由基可防止静电积聚。其中一种廉价,无毒的抗氧化涂料是维生素E.事实上,这些化学品中的一些是在高分子聚合物生产过程中添加的,以消除紫外线损坏塑料时产生的化学基团,但它们从未被用作抗静电涂料。

    为了证明他们的结论,研究人员将该组的溶液应用于聚合物表面,如聚苯乙烯球体。不出所料,涂层球通过摩擦充电后,静电几分钟后消失。科学家们还在晶体管表面涂上了一层抗静电涂层,并用它向其发射带电粒子。晶体管没有受到伤害。 Zeborsky说:“答案简直令人难以置信。”

    《自然》该杂志联系了其他研究人员,他们认为这项研究令人兴奋。美国罗利市北卡罗来纳大学的Michael Dickey研究纳米电子学。他说,这项研究的真正价值在于发现静电的根本原因。他补充道:“解决旧问题的方法很简单,太聪明了。”

    静电敏感设备(左)和静电敏感保护设备(右)的警告标志|维基百科

    明尼苏达州圣保罗明尼苏达矿业和制造公司的研究员弗雷德罗斯卡说,静电效应是“工业中的一个大问题”。例如,他补充说,在半导体制造业中,通过试图提供与聚合物表面积聚的静电特性相反的电荷并消除静电,可以产生10亿美元的市场。工业还将改进材料以消除静电,例如,聚合物聚合物表面覆盖有导电涂层(如水或凝胶),或聚合物聚合物中添加导电金属棒或碳纳米管,以提供静电逃逸。

    Zeborski表示,目前的工业解决方案只是权宜之计,例如只考虑增加塑料的导电性,而不是探索静电积累的原因。他认为抗氧化涂层是一种廉价的解决方案他说他已经为这一发现申请了专利,并希望将其出售给像3M或陶氏这样的公司。

    本文由Nature:编译,抗氧化剂驱散静电。

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