Statik Elektriğin Gizemi Nihayet Çözülüyor
Statik elektriğin ilk belgelenişi, milattan önce 600 yılına kadar uzanıyor. Ancak bu küçük elektrik şokları, 2.600 yıldır insanları etkilemesine rağmen, araştırmacılar iki cismi birbirine sürtmenin neden statik elektrik oluşturduğunu tam olarak açıklayamıyordu. Şimdi, Northwestern Üniversitesi’nde çalışan bir araştırma ekibi, bu gizemi nihayet çözmüş durumda. İki gün önce Nano Letters bülteninde yayımlanan bir çalışmaya göre, bu cevap “şaşırtıcı derecede basit”. Her şey, küçük yüzey kusurlarıyla alakalı.
‘Elektrik Akımına Yol Açıyor’
Popüler Science Türkçe’nin detaylarını aktardığı çalışmada, Malzeme Bilimleri ve Mühendisliği Emeritus Profesörü Lawrence Marks, “İnsanlar bu konuyu denemiş olsa da deneysel sonuçları makul veya geçerli olmayan varsayımlar yapmadan açıklayamamışlardı” ifadesini kullanıyor. “Artık açıklayabiliyoruz. Kayan bir nesnenin önünde ve arkasında meydana gelen farklı şekil bozuklukları ve bu sayede oluşan farklı yükler, elektrik akımına yol açıyor.”
Marks ve meslektaşları, statik elektriğin özelliklerini ilk kez 2019 yılında iki malzemeyi birbirine sürtmenin, nesnelerin yüzeyinde çok küçük değişikliklere neden olduğunu keşfettiklerinde araştırmaya başladılar. Bu sürtünme hareketi daha sonra gerilim oluşturmuş. Araştırma ekibi, bu süreçte “esnek kesme” olarak adlandırılan bir kavramdan yola çıkarak, bir nesnenin kayan bir kuvvete direnç göstermesi ve bu esnada sürtünme meydana gelmesiyle oluşan yeni bir model geliştirmiş. Bu sürtünme, nano boyutlu şekil bozukluklarının her iki tarafında birikerek, elektrik yüklerindeki farklılıkları artırıyor ve sonuç olarak bir akım meydana getiriyor. Bu durum, statik elektrik şoklarına yol açıyor.
Marks, “Elektrik akımını hesaplayan yeni bir model geliştirdik” diyor. “Bir dizi farklı vakanın akım değerleri, deneysel sonuçlarla iyi bir örtüşme gösterdi.” Statik elektriği çoğu insan, ilkokulda yapılan saçları havaya kaldıran fen deneyleri veya evcil hayvanların tüylerine sürtündükten sonra kapı tokmağına dokunmak gibi basit aktivitelerle ilişkilendirse de, Marks, elektrik akımının aslında dünyada büyük bir etki yarattığını ve bu etkinin “hem basit hem de köklü şekillerde” gerçekleştiğini vurguluyor.
- Gündelik hayatta, kahve değirmenindeki yüklü taneciklerin, kahve çekirdeklerinin aromasını değiştirmesi gibi örneklerle görülebilir.
- Fakat statik şoklar, toz haline getirilmiş ilaçlarda dozlama sorunları ve endüstriyel yangınlar gibi daha ciddi sorunlara da sebep olabiliyor.
- Birçok uzman, Hindenburg trajedisinin muhtemelen statik elektrikten kaynaklanan alevlere bağlı olduğunu düşündüğünü belirtiyor.
Endüstrilerdeki uzmanlar, bu mekanizmaları daha iyi anlayarak, ürünlerini daha etkili hale getirebilir ve çalışma koşullarını daha güvenli bir hale getirebilirler. Marks, “Dünya, gezegenleri oluşturan parçacıkların kümelenmesindeki anahtar bir adım olmasaydı muhtemelen bir gezegen olmazdı. Bu adım, çarpışan madde taneciklerinin oluşturduğu statik elektrik sayesinde gerçekleşiyor. Statik elektriğin yaşamlarımıza ne kadar etki ettiğini ve evrenin buna ne kadar bağlı olduğunu görmek gerçekten inanılmaz” diyor. Artık, binlerce yıl sonra bu kritik olgunun kesin bir açıklaması var.
