El
filósofo griego Tales de Mileto, unos 600 años antes de Cristo, informó por
primera vez que cuando frotaba ámbar (resina denominada elecktrón en
griego) adquiría la propiedad de atraer pequeños trozos de papel. Con el tiempo
la electricidad por frotamiento se la conoció con el nombre de
triboelectricidad (transferencia de carga durante el deslizamiento) y se realizaron tablas con series triboeléctricas para
saber la carga adquirida por cada material cuando se lo frota con otro. Por
ejemplo, si se frota la piel humana con seda, la seda se carga positiva y la
piel humana negativa, en cambio si la piel humana se frota con algodón se carga
positivamente y la tela de algodón negativa. Aunque estas experiencias son
comunes, una comprensión detallada de fenómeno ha eludido a los científicos
durante más de 2.500 anos.
Ahora, un equipo de la Universidad de Northwestern desarrolló
un nuevo modelo basado en que al frotar dos objetos se produce electricidad
estática, o triboelectricidad cuando se doblan las pequeñas protuberancias en
la superficie de los materiales. La investigación, publicada el 12 de
septiembre en la revista Physical Review Letters, fue
realizada por científicos de ciencia e ingeniería de los materiales en la
Escuela de Ingeniería McCormick de la Universidad.
A nanoescala, todos los
materiales tienen superficies rugosas con innumerables protuberancias pequeñas. Cuando
dos materiales entran en contacto y se frotan entre sí, estas protuberancias se
doblan y se deforman.
El fenómeno se denomina "efecto
flexoeléctrico" y ocurre cuando la separación de cargas en un aislante
surge por deformaciones como la flexión. Los voltajes producidos por flexión de
las protuberancias durante el roce son lo suficientemente grandes como para
causar electricidad estática. El trabajo sugiere que la triboelectricidad,
la flexoelectricidad (capacidad de los materiales para generar electricidad al deformarse de forma no homogénea) y la fricción están íntimamente vinculadas. La nueva
comprensión del fenómeno de electricidad por frotamiento puede tener
implicaciones importantes en aplicaciones electrostáticas como la recolección y
generación de energía “in situ” y también para evitar los peligros
potenciales de incendios provocados por chispas producidas por los fenómenos estáticos.
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| Crédito: Laurence Marcks, U.N. |
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