常见绝缘体有哪些十种

静电是如何产生的?科学探索网站最新报告揭示答案。文章摘编如下:
你是否曾经在地毯上行走后,脚穿毛袜触碰门把手,感觉到一阵意外的“”?静电现象虽然日常频繁出现,但往往被我们忽视,认为这是一种正常的现象。
当你被“”时,究竟发生了什么呢?
早在公元前6世纪,古希腊的哲学家和数学家泰勒斯就已经对静电现象进行了最早的描述。尽管长期以来科学界对静电的基本原理存在诸多困惑,但研究纳米科技的科学家们近期取得了重要突破,开始理解为何两个表面相互摩擦就能产生静电。
任何物体的表面,无论看起来多么光滑,只要放大足够的倍数,你都会发现上面有许多微小的凹凸。这些凹凸被科学家称为“微观粗糙度”。从气球、羊毛到头发纤维等,所有物体表面都存在这样的微观粗糙面。西北大学的材料科学与工程学博士研究生克里斯托弗米齐表示,正是这些特性导致了静电的产生。
在最近一期《物理评论快报》中,米齐和他的研究团队将日常事物上的微观粗糙面比作地球的表面。从远处看,地球看起来像一个光滑完美的球体,但实际上,只有靠近才能发现其表面的山脉和沟壑。同理,许多我们熟悉的物体在近距离观察时,才会发现它们的微观结构。
当两个物体的表面相互摩擦时,这些微观的粗糙面会相互刮擦,产生摩擦。长期以来,科学家已经知道摩擦与静电的产生有关。而在最新的研究中,米齐和他的团队发现,这些微观粗糙面在制造摩擦的也产生了惊人的电荷差异。
静电的特殊之处在于,那些对电流有抵抗力的材料,也就是绝缘体,反而最容易产生静电。橡胶和毛发都是绝缘体的例子。当电流以电子流动的形式存在,如让手机、电灯及其他电子产品正常工作时,电子会在导电材料的原子间流动。绝缘体的原子不允许电子自由移动,能够抑制电流的传导。
米齐及其研究团队发现,当绝缘体的微观粗糙面相互摩擦并干扰原子周围的电子云时,会导致电子云的形状发生改变。由于绝缘体内的电子无法自由移动,所以这种摩擦会挤压电子云,使其失去均匀的形状。在合适的条件下,这种变形的电子云会在物体的各个部分产生不均匀的电压。
虽然这种电压变化很小,但会积累起来。由于物体表面的微观粗糙面的数量巨大,难以计数,因此挤压电子云会积累大量的静电。这种积累足够强大时,便会在触碰门把手或与他人握手时让你感受到静电的存在。(编译/王梓涵)
