#人人能科普,处处有新知#从摩擦起电到摩擦纳米发电机
两千多年前,古希腊人意外发现用毛皮或毛织物摩擦过的琥珀可以吸引轻小物体,从而发现了摩擦起电现象。宇宙中的物质其实都是由原子组成的,而原子是由更小的原子核和绕核运动的电子组成的,原子核带正电,电子带负电。摩擦起电的实质是两种不同材料的得失电子能力不同,一种容易失去电子,一种容易得到电子,在摩擦过程中物体间发生了电荷转移,电子由一个物体转移到另一个物体,失去电子的物体带正电,得到电子物体则带负电。毛皮摩擦橡胶棒时,毛皮更容易失去电子,从而带正电,橡胶棒得到电子就带负电。静电指的就是静止不动的电荷。
带有同种电荷的两个物体之间相互排斥,带有不同电荷的两物体之间相互吸引。在Maxwell科学+ (原名Maxwell创新科普实验园)里有一组神奇的蒲公英,黄色蒲公英带有相同的电荷,红色的蒲公英带有另一种电荷。当两朵黄色蒲公英靠近时,由于同种电荷相互排斥,蒲公英的花丝就会向两侧飘散;当黄色蒲公英靠近红色蒲公英时,由于异种电荷相互吸引,两朵蒲公英花就会缠绕在一起,难舍难分。
图1:Maxwell科学+的神奇蒲公英
摩擦起电现象广泛存在于我们的身边,比如摸金属物体会被“电”到,脱毛衣时会听到“劈里啪啦”的声音,还有被吸在手上甩不下来的塑料袋等等。摩擦起电为人们带来了很多烦恼,在充满易燃易爆炸物体的空间里,静电火花甚至会引发严重的爆炸!在漫长的历史长河里,智慧的人们想了很多办法来避免静电的危害,比如在油罐车尾部安装铁链,以及使用各种抗静电布料等。
随着科技的进步,摩擦起电在各个领域逐渐转变为引人关注的正面角色。爱因斯坦世界科学奖得主、能源界最高奖-埃尼奖得主、中国科学院外籍院士王中林院士及其团队于2012年发明了摩擦纳米发电机,首次提出利用摩擦起电和静电感应的协同作用,将日常生活中的机械能收集起来转化为电能,静电在这里竟然成了大功臣!你能想象吗?漂亮的气球,好吃的糖和面包等等都可以作为发电材料。波澜壮阔的大海,迎面吹来的微风,甚至你日常生活中的一个小动作都可以成为发电的能源。让我们一起在Maxwell科学+(原名Maxwell创新科普实验园)神奇的科普展品中探究其中的奥秘吧。
图2: 糖
图3: 糖点灯