Капли дождя несут электрический заряд, пробивающий покрытия и вызывающий коррозию металла
Материал подготовлен искусственным интеллектом на основе нескольких источников — ссылки на оригиналы приведены ниже.
Капли воды, падающие на поверхности, несут электрический заряд, достаточно большой, чтобы пробивать изолирующие покрытия, установили в Институте полимерных исследований Макса Планка. Заряд, накапливающийся при скольжении капель по поверхностям, может достигать тысяч вольт и вызывать коррозию металла под тефлоновыми плёнками примерно после 3000 капель. Открытие выявляет ранее неучтённый механизм коррозии от дождя, помимо растворённых солей и истирания.
Ключевые факты
- Капли воды, скользящие по изолирующим поверхностям, могут приобретать заряд до 9000 вольт.
- В экспериментах капли объёмом 35 микролитров с добавлением соли скользили 4 см по наклонной поверхности под углом 50 градусов, затем падали 5 мм на медную пластину с тефлоновым покрытием толщиной 60 нанометров.
- После 3000 капель, что примерно соответствует дню умеренного дождя, медь под тефлоновым покрытием подверглась коррозии, с ямками глубже толщины покрытия.
- Исследование возглавили Чжунъюань Ни, Рюдигер Бергер и Ханс-Юрген Бутт из Института полимерных исследований Макса Планка в Майнце, Германия.
Электризация при скольжении
Когда капля воды скользит по изолирующей поверхности, такой как лист, окрашенная стена или пластиковая панель, она снимает заряд с этой поверхности и оставляет противоположный заряд. Заряженные таким образом капли были измерены при напряжении до 9000 вольт. Явление, называемое электризацией при скольжении, было должным образом количественно оценено лишь в последние несколько лет.
Экспериментальная установка
Исследователи выпускали капли воды объёмом 35 микролитров с добавлением соли на поверхность, наклонённую под углом 50 градусов. Капли скользили около четырёх сантиметров, приобретали заряд, скатывались с края и падали пять миллиметров на медную пластину с тефлоновым покрытием толщиной 60 нанометров. Наклонные поверхности включали лист растения Tradescantia spathacea, плиту из ПВХ, лист прозрачного полистирола и фторированное покрытие на кварце. Заряды, приобретённые каплями, варьировались от 0,2 нанокулона на листе до двух нанокулонов на фторированном кварце.
Повреждение покрытия
После 3000 капель, что примерно соответствует дню умеренного дождя, медная пластина под всеми четырьмя поверхностями подверглась коррозии, несмотря на тефлоновое покрытие. Атомно-силовая микроскопия зон удара выявила ямки глубиной несколько нанометров, местами глубже всей толщины тефлоновой плёнки. Повреждение прошло насквозь через покрытие и достигло металла.
1 источник
Время · отставание