A felszíneken átáramló víz mindenütt jelen lévő jelenség, az esőcseppektől kezdve a leveleken átgördülő esőcseppeken át az otthonunkban a csöveken átfolyó vízig. Az azonban kevésbé ismert jelenség, hogy a víz elektromos töltést hoz létre, amikor a felszíneken átfolyik. Vagyis amikor az esővíz véletlenszerűen folyik le egy ablakon vagy egy autó szélvédőjén, egy aprócska elektromos töltést generál.
Az elektromos töltés a vízmolekulákban meglévő természetes polaritás eredménye. Ehhez azt kell tudni, hogy egy vízmolekula két hidrogén- és egy oxigénatomból áll. A polaritás ezen atomok eredendő tulajdonságai miatt alakul ki, ami az oxigénoldalon enyhe negatív, a hidrogénoldalon pedig pozitív töltést eredményez. Amikor a víz bizonyos felületekkel lép kölcsönhatásba, a polaritás az elektromos töltések szétválásához és felhalmozódásához vezethet.
A felülethez tapadó és azon elcsúszó vizet stick-slip eseménynek nevezik. Ennek során a csepp átmenetileg a felülethez tapad vagy megtapad, ami erőhatás kialakulásához vezet, miközben a csepp megpróbál tovább mozogni. Amikor végül átugrik vagy átcsúszik az akadályon, a hirtelen felszabaduló energia nagy töltést hoz létre.
A kutatók megállapították, hogy a víz első érintkezése a felülettel a legnagyobb töltésváltozást idézte elő, 0-ról 4,1 nanocoulombra (nC), ami tízszerese a korábban megfigyeltnek. A keletkezett töltés meglehetősen egyenletes volt, ahogy a vízcseppek a nedves és a száraz felületek között mozogtak. Megállapították továbbá, hogy a töltés nem tűnt el, és valószínűleg a cseppben maradt, ahogy az a felületen mozgott.
Bár a stick-slip jelenség során keletkező töltés mennyisége kicsinek tűnik (milliószor kisebb, mint egy statikus áramütés, amit akkor kapunk, ha valaki ugrál mellettünk a trambulinon), ennek mégis van jelentősége az üzemanyag-tartó rendszerekre nézve. Az üzemanyagrendszerekben a folyadékok a töltés, tárolás és szállítás során folyamatosan érintkeznek a nedves és száraz felületekkel. Ha elegendő töltés halmozódik fel, az szikraként kisülhet, ami gyúlékony környezetben rendkívül veszélyes.
Forrás: Interesting Engineering
Borítókép: Peter Clarke, RMIT Egyetem
