جرقه‌ای که هر روز می‌بینیم اما فیزیک بعد از ۲۴۰۰ سال هنوز از توضیحش عاجز است

انسان‌ها مدت‌ها قبل از اینکه اتم را بشناسند، اثر الکتریسیته ساکن را با چشم خود دیده بودند. افلاطون حدود ۳۶۰ سال پیش از میلاد با شگفتی از کهربایی نوشت که پس از مالش، اجسام سبک را به‌سوی خود می‌کشید؛ واژه انگلیسی electricity نیز ریشه در نام یونانی کهربا، یعنی elektron دارد.

بعدها این پدیده از سرگرمی طبیعی فیلسوفان فراتر رفت و به ابزاری برای مطالعه برق، ساخت مولدهای اولیه و رازگشایی از ماهیت صاعقه تبدیل شد.

سال ۱۷۵۷، یوهان کارل ویلکه، فیزیک‌دان سوئدی، تصمیم گرفت مواد را بر اساس باری که پس از تماس می‌گیرند، مرتب کند و نخستین «سری تریبوالکتریک» را ساخت، جایی که شیشه در تماس با کاغذ بار مثبت می‌گرفت و کاغذ نیز پس از تماس با گوگرد مثبت می‌شد؛ پس شیشه باید نسبت به گوگرد هم در سمت مثبت جدول می‌ایستاد.

سری تریبوالکتریک جهت احتمالی بارگیری را نشان می‌دهد، اما جایگاه مواد همیشه ثابت نمی‌ماند

فهرست‌های امروزی هم موادی مثل مو، شیشه، پشم، لاستیک و تفلون را طوری ردیف می‌کنند که بتوانیم جهت احتمالی انتقال بار را حدس بزنیم.

دردسر زمانی آغاز شد که آزمایشگاه‌های مختلف، فهرست‌های متفاوتی ساختند. دو ماده گاهی در یک آزمایش در یک جهت و مدتی بعد در جهت کاملاً مخالف بار می‌گرفتند. دما و رطوبت هوا نتیجه را تغییر می‌داد، زبری و نرمی سطح اهمیت پیدا می‌کرد و حتی شیوه تماس، از ضربه و فشار گرفته تا لغزش و غلتیدن، مسیر تازه‌ای پیش پای بار می‌گذاشت.

سری تریبوالکتریک برای پیش‌بینی‌های تقریبی مفید ماند، اما نتوانست ویژگی بنیادی و ثابتی را معرفی کند تا جایگاه هر ماده برای همیشه مشخص شود. از سوی دیگر رفتار دو قطعه کاملا همسان، مشکل را عمیق‌تر هم کرد.

اگر جنس ماده جهت انتقال بار را تعیین می‌کند، دو نمونه از یک جنس باید در جایگاهی برابر بایستند. ولی آزمایش‌ها بارها نشان دادند همین نمونه‌های همسان هم پس از برخورد با یکدیگر بارهای مخالف می‌گیرند؛ گویی سطح‌هایی که روی کاغذ مو لای درزشان نمی‌رود و یکسان‌اند، گذشته و شخصیت جداگانه‌ای دارند.

پلاستیک‌هایی که گذشته‌شان را به‌خاطر می‌سپارند

سال ۲۰۲۵، گروهی از پژوهشگران هشت قطعه‌ی صاف و ظاهراً یکسان از پلیمری نرم به نام PDMS را برداشتند و با حروف A تا H نام‌گذاری کردند. سپس تمام ۲۸ جفت متفاوتی را که می‌توان از هشت قطعه ساخت، با فشار کنترل‌شده به یکدیگر رساندند، پیش از هر اندازه‌گیری بار باقی‌مانده را زدودند و سپس مقدار و جهت بار مبادله‌شده را سنجیدند.

مشاهده بیشتر

نوشته های مشابه

دکمه بازگشت به بالا