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Efecto triboeléctrico

Cacahuetes de poliestireno adheridos al pelaje de un gato debido a la electricidad estática .

El efecto triboeléctrico (también conocido como triboelectricidad , carga triboeléctrica , triboelectrificación o tribocarga ) describe la transferencia de carga eléctrica entre dos objetos cuando entran en contacto o se deslizan uno contra el otro. Puede ocurrir con diferentes materiales, como la suela de un zapato sobre una alfombra, o entre dos piezas del mismo material. Es omnipresente y se produce con diferentes cantidades de transferencia de carga ( tribocarga ) para todos los materiales sólidos. Hay evidencia de que la tribocarga puede ocurrir entre combinaciones de sólidos, líquidos y gases, por ejemplo, un líquido que fluye en un tubo sólido o un avión que vuela por el aire.

A menudo, la electricidad estática es una consecuencia del efecto triboeléctrico cuando la carga permanece en uno o ambos objetos y no se aleja. El término triboelectricidad se ha utilizado para referirse al campo de estudio o al fenómeno general del efecto triboeléctrico, [1] [2] [3] [4] o a la electricidad estática que resulta de él. [5] [6] Cuando no hay deslizamiento, la carga triboeléctrica a veces se denomina electrificación de contacto , y cualquier electricidad estática generada a veces se denomina electricidad de contacto . Los términos a menudo se usan indistintamente y pueden confundirse.

La carga triboeléctrica desempeña un papel importante en industrias como el envasado de polvos farmacéuticos, [3] [7] y en muchos procesos como las tormentas de polvo [8] y la formación planetaria . [9] También puede aumentar la fricción y la adhesión. Si bien muchos aspectos del efecto triboeléctrico ahora se comprenden y están ampliamente documentados, aún existen desacuerdos significativos en la literatura actual sobre los detalles subyacentes.

Historia

El desarrollo histórico de la triboelectricidad está entrelazado con el trabajo sobre la electricidad estática y los propios electrones. Los experimentos que involucraban triboelectricidad y electricidad estática ocurrieron antes del descubrimiento del electrón. El nombre ēlektron (ἤλεκτρον) es la palabra griega para ámbar , [10] [11] que está conectado con el registro de la carga electrostática por Tales de Mileto alrededor del 585 a. C., [12] y posiblemente otros incluso antes. [12] [13] El prefijo tribo- (griego para 'frotar') se refiere al deslizamiento, la fricción y procesos relacionados, como en tribología . [14]

Desde la edad axial (siglos VIII al III a.C.) la atracción de materiales debida a la electricidad estática al frotar el ámbar y la atracción de materiales magnéticos se consideraban similares o iguales. [11] Hay indicios de que se conocía tanto en Europa como fuera, por ejemplo en China y otros lugares. [11] Las mujeres sirias utilizaban espirales de ámbar para tejer y explotaban las propiedades triboeléctricas, como señaló Plinio el Viejo . [11] [15]

El efecto fue mencionado en registros del período medieval. El arzobispo Eustacio de Tesalónica , erudito y escritor griego del siglo XII, registra que Woliver, rey de los godos , podía sacar chispas de su cuerpo. También afirma que un filósofo era capaz, mientras se vestía, de sacar chispas de su ropa, similar al informe de Robert Symmer sobre sus experimentos con medias de seda , que se puede encontrar en Philosophical Transactions de 1759. [16]

Generador construido por Francis Hauksbee [17]

En general, se considera [13] que el primer análisis científico importante fue realizado por William Gilbert en su publicación De Magnete en 1600. [16] [18] Descubrió que muchos más materiales que el ámbar, como el azufre, la cera y el vidrio, podían producir electricidad estática cuando se frotaban, y que la humedad impedía la electrificación. Otros, como Sir Thomas Browne, hicieron contribuciones importantes un poco más tarde, tanto en términos de materiales como del primer uso de la palabra electricidad en Pseudodoxia Epidemica . [19] Observó que los metales no mostraban carga triboeléctrica, tal vez porque la carga se alejaba. Un paso importante fue alrededor de 1663 cuando Otto von Guericke inventó [20] una máquina que podía automatizar la generación de carga triboeléctrica, lo que hacía mucho más fácil producir más carga triboeléctrica; le siguieron otros generadores electrostáticos . [16] Por ejemplo, en la Figura se muestra un generador electrostático construido por Francis Hauksbee el Joven . Otro desarrollo clave se produjo en la década de 1730, cuando CF du Fay señaló que había dos tipos de carga, a los que llamó vítreos y resinosos . [21] [22] Estos nombres correspondían a las varillas de vidrio (vítreo) y al carbón bituminoso, ámbar o lacre (resinoso) utilizados en los experimentos de du Fay. [23] : I:44  Estos nombres se utilizaron a lo largo del siglo XIX. El uso de los términos positivo y negativo para los tipos de electricidad surgió del trabajo independiente de Benjamin Franklin alrededor de 1747, donde atribuyó la electricidad a una sobreabundancia o subabundancia de un fluido eléctrico. [23] : 43–48 

Casi al mismo tiempo, Johan Carl Wilcke publicó en su tesis doctoral de 1757 una serie triboeléctrica . [24] [25] En este trabajo, los materiales se enumeraron en orden de la polaridad de separación de carga cuando se tocan o se deslizan contra otro. Un material hacia la parte inferior de la serie, cuando toca un material cerca de la parte superior de la serie, adquirirá una carga más negativa.

El primer análisis sistemático de la triboelectricidad se considera obra de Jean Claude Eugène Péclet en 1834. [26] Estudió la carga triboeléctrica para una variedad de condiciones como el material, la presión y el roce de superficies. Pasó algún tiempo antes de que hubiera más trabajos cuantitativos de Owen en 1909 [27] y Jones en 1915. [28] El conjunto más extenso de análisis experimentales tempranos fue de 1914-1930 por el grupo del Profesor Shaw, quien sentó gran parte de las bases del conocimiento experimental. En una serie de artículos él: fue uno de los primeros en mencionar algunas de las fallas de la serie triboeléctrica, mostrando también que el calor tenía un efecto importante en la tribocarga; [29] analizó en detalle dónde caerían los diferentes materiales en una serie triboeléctrica, al mismo tiempo que señalaba anomalías; [1] analizó por separado el vidrio y los elementos sólidos [30] y los elementos sólidos y los textiles, [31] midiendo cuidadosamente tanto la tribocarga como la fricción; analizaron la carga debida a partículas sopladas por el aire; [32] demostraron que la tensión y la relajación de la superficie desempeñaban un papel fundamental para una variedad de materiales, [33] [34] y examinaron la carga triboeléctrica de muchos elementos diferentes con sílice. [35]

Gran parte de este trabajo es anterior a una comprensión de las variaciones del estado sólido de los niveles de energía con la posición, y también la flexión de bandas . [36] Fue a principios de la década de 1950 en el trabajo de autores como Vick [37] que estos se tomaron en cuenta junto con conceptos como el efecto túnel cuántico y el comportamiento como los efectos de barrera Schottky , además de incluir modelos como asperezas para contactos basados ​​en el trabajo de Frank Philip Bowden y David Tabor . [38]

Características básicas

La carga triboeléctrica se produce cuando dos materiales se ponen en contacto y luego se separan o se deslizan uno contra el otro. Un ejemplo es frotar un bolígrafo de plástico sobre una manga de camisa hecha de algodón, lana, poliéster o las telas mezcladas que se usan en la ropa moderna. [39] Un bolígrafo electrificado atraerá y recogerá trozos de papel de menos de un centímetro cuadrado, y repelerá un bolígrafo electrificado de manera similar. Esta repulsión se puede detectar colgando ambos bolígrafos de hilos y colocándolos uno cerca del otro. Estos experimentos llevaron a la teoría de dos tipos de carga eléctrica, uno siendo el negativo del otro, con una simple suma de signos que da la carga total. La atracción electrostática del bolígrafo de plástico cargado hacia trozos de papel neutros sin carga (por ejemplo) se debe a dipolos inducidos [36] : Capítulo 27  en el artículo.

El efecto triboeléctrico puede ser impredecible porque a menudo no se controlan muchos detalles. [40] Los fenómenos que no tienen una explicación sencilla se conocen desde hace muchos años. Por ejemplo, ya en 1910, Jaimeson observó que, en el caso de un trozo de celulosa, el signo de la carga dependía de si se doblaba de forma cóncava o convexa durante el frotamiento. [41] El mismo comportamiento con la curvatura fue informado en 1917 por Shaw, [1] quien observó que el efecto de la curvatura con diferentes materiales los hacía más positivos o negativos. En 1920, Richards señaló que, en el caso de las partículas en colisión, la velocidad y la masa desempeñaban un papel, no solo los materiales. [42] En 1926, Shaw señaló que, con dos piezas de material idéntico, el signo de la transferencia de carga de "goma" a "frotado" podía cambiar con el tiempo. [43]

Existen otros resultados experimentales más recientes que tampoco tienen una explicación sencilla. Por ejemplo, el trabajo de Burgo y Erdemir [44] , que mostró que el signo de la transferencia de carga se invierte entre cuando una punta empuja hacia dentro de un sustrato y cuando se retira; el trabajo detallado de Lee et al [45] y Forward, Lacks y Sankaran [46] y otros que miden la transferencia de carga durante las colisiones entre partículas de zirconia de diferente tamaño pero la misma composición, con un tamaño de carga positiva y el otro negativa; las observaciones utilizando microscopios de fuerza de sonda deslizante [46] o Kelvin [47] de variaciones de carga no homogéneas entre materiales nominalmente idénticos.

Ilustración de carga triboeléctrica por contacto con asperezas

Los detalles de cómo y por qué ocurre la tribocarga no son ciencia establecida a partir de 2023. Un componente es la diferencia en la función de trabajo (también llamada afinidad electrónica ) entre los dos materiales. [48] Esto puede conducir a la transferencia de carga como, por ejemplo, analizó Harper. [49] [50] Como se sabe desde al menos 1953, [37] [51] [52] [53] el potencial de contacto es parte del proceso pero no explica muchos resultados, como los mencionados en los dos últimos párrafos. [41] [43] [44] [47] Muchos estudios han señalado problemas con la diferencia de la función de trabajo ( potencial Volta ) como una explicación completa. [54] [55] [56] [4] También está la cuestión de por qué el deslizamiento es a menudo importante. Las superficies tienen muchas asperezas a nanoescala donde se produce el contacto, [38] lo que se ha tenido en cuenta en muchos enfoques de la triboelectrificación. [49] Volta y Helmholtz sugirieron que el papel del deslizamiento era producir más contactos por segundo. [50] En términos modernos, la idea es que los electrones se mueven muchas veces más rápido que los átomos, por lo que los electrones siempre están en equilibrio cuando los átomos se mueven (la aproximación de Born-Oppenheimer ). Con esta aproximación, cada contacto de aspereza durante el deslizamiento es equivalente a uno estacionario; no hay acoplamiento directo entre la velocidad de deslizamiento y el movimiento de los electrones. [57] Una visión alternativa (más allá de la aproximación de Born-Oppenheimer) es que el deslizamiento actúa como una bomba mecánica cuántica que puede excitar a los electrones para que vayan de un material a otro. [58] Una sugerencia diferente es que el calentamiento local durante el deslizamiento importa, [59] una idea sugerida por primera vez por Frenkel en 1941. [60] Otros artículos han considerado que la flexión local a escala nanométrica produce voltajes que ayudan a impulsar la transferencia de carga a través del efecto flexoeléctrico . [61] [62] También hay sugerencias de que las cargas superficiales o atrapadas son importantes. [63] [64] Más recientemente ha habido intentos de incluir una descripción completa del estado sólido. [65] [66] [67] [58]

Explicaciones y mecanismos

Desde los primeros trabajos que comenzaron a fines del siglo XIX [27] [28] [29], se dispone de una gran cantidad de información sobre qué causa empíricamente la triboelectricidad. Si bien hay muchos datos experimentales sobre la triboelectricidad, aún no hay un consenso científico completo sobre la fuente [68] [69] o, quizás más probablemente, sobre las fuentes. Algunos aspectos están establecidos y formarán parte del panorama completo:

Serie triboeléctrica

Una serie triboeléctrica simple

Un enfoque empírico para la triboelectricidad es una serie triboeléctrica . Se trata de una lista de materiales ordenados según cómo desarrollan una carga en relación con otros materiales de la lista. Johan Carl Wilcke publicó la primera en un artículo de 1757. [24] [25] La serie fue ampliada por Shaw [1] y Henniker [71] al incluir polímeros naturales y sintéticos, e incluyó alteraciones en la secuencia dependiendo de las condiciones ambientales y de la superficie. Las listas varían un poco en cuanto al orden de algunos materiales. [1] [71]

El grupo de Zhong Lin Wang propuso otra serie triboeléctrica basada en la medición de la densidad de carga triboeléctrica de los materiales . La densidad de carga triboeléctrica de los materiales probados se midió con respecto al mercurio líquido en una caja de guantes en condiciones bien definidas, con temperatura, presión y humedad fijas. [72] [73]

Densidades de carga triboeléctrica para los polímeros
Densidades de carga triboeléctrica para los óxidos
Ejemplo de serie triboeléctrica cíclica que ilustra que un enfoque lineal no funciona en la práctica

Se sabe que este enfoque es demasiado simple y poco fiable. [37] [49] [74] Hay muchos casos en los que hay triángulos: el material A es positivo cuando se frota contra B, B es positivo cuando se frota contra C y C es positivo cuando se frota contra A, un problema mencionado por Shaw en 1914. [29] Esto no se puede explicar mediante una serie lineal; las series cíclicas son inconsistentes con la serie triboeléctrica empírica. [75] Además, hay muchos casos en los que la carga se produce con contactos entre dos piezas del mismo material. [76] [77] [47] Esto se ha modelado como una consecuencia de los campos eléctricos de la flexión local ( flexoelectricidad ). [61] [62] [78]

Diferencias en la función de trabajo

Cuando los dos metales representados aquí están en equilibrio termodinámico entre sí como se muestra ( niveles de Fermi iguales ), el potencial electrostático de vacío ϕ no es plano debido a una diferencia en la función de trabajo .

En todos los materiales existe un potencial electrostático positivo proveniente de los núcleos atómicos positivos, parcialmente equilibrado por un potencial electrostático negativo de lo que puede describirse como un mar de electrones. [36] El potencial promedio es positivo, lo que se denomina potencial interno medio (PIM). Los distintos materiales tienen distintos PIM, dependiendo de los tipos de átomos y de lo cerca que estén. En una superficie, los electrones también se derraman un poco en el vacío, como analizaron en detalle Kohn y Liang. [36] [79] Esto conduce a un dipolo en la superficie. Combinados, el dipolo y el PIM conducen a una barrera potencial para que los electrones abandonen un material, lo que se denomina función de trabajo . [36]

Una racionalización de la serie triboeléctrica es que los diferentes miembros tienen diferentes funciones de trabajo, por lo que los electrones pueden pasar del material con una función de trabajo pequeña a uno con una grande. [37] La ​​diferencia de potencial entre los dos materiales se llama potencial de Volta , también llamado potencial de contacto . Los experimentos han validado la importancia de esto para los metales y otros materiales. [48] Sin embargo, debido a que los dipolos de superficie varían para diferentes superficies de cualquier sólido [36] [79] el potencial de contacto no es un parámetro universal. Por sí solo no puede explicar muchos de los resultados que se establecieron a principios del siglo XX. [42] [43] [41]

Contribuciones electromecánicas

Siempre que se deforma un sólido, se pueden generar campos eléctricos. Un proceso se debe a deformaciones lineales y se denomina piezoelectricidad ; el segundo depende de la rapidez con la que las deformaciones cambian con la distancia (derivada) y se denomina flexoelectricidad . Ambos son ciencias establecidas y se pueden medir y calcular utilizando métodos de teoría funcional de la densidad . Debido a que la flexoelectricidad depende de un gradiente, puede ser mucho mayor a escala nanométrica durante el deslizamiento o el contacto de asperezas entre dos objetos. [38]

Se ha trabajado mucho en la conexión entre piezoelectricidad y triboelectricidad. [80] [81] Si bien puede ser importante, la piezoelectricidad solo ocurre en un pequeño número de materiales que no tienen simetría de inversión, [36] por lo que no es una explicación general. Recientemente se ha sugerido que la flexoelectricidad puede ser muy importante [61] en la triboelectricidad, ya que ocurre en todos los aislantes y semiconductores. [82] [83] Muchos de los resultados experimentales, como el efecto de la curvatura, se pueden explicar mediante este enfoque, aunque aún no se han determinado todos los detalles. [62] También hay trabajos tempranos de Shaw y Hanstock, [33] y del grupo de Daniel Lacks que demuestran que la deformación importa. [84] [85] [70]

Modelo de compensación de carga de condensadores

Esquema de condensador con dieléctrico

Una explicación que ha aparecido en diferentes formas es análoga a la carga en un condensador. Si hay una diferencia de potencial entre dos materiales debido a la diferencia en sus funciones de trabajo (potencial de contacto), esto puede considerarse equivalente a la diferencia de potencial a través de un condensador. La carga para compensar esto es la que cancela el campo eléctrico. Si hay un dieléctrico aislante entre los dos materiales, esto conducirá a una densidad de polarización y una carga superficial ligada de , donde es la normal a la superficie. [86] [87] La ​​carga total en el condensador es entonces la combinación de la carga superficial ligada de la polarización y la del potencial.

La carga triboeléctrica de este modelo de compensación se ha considerado con frecuencia como un componente clave. [88] [89] [90] [91] Si se incluye la polarización adicional debido a la tensión ( piezoelectricidad ) o la flexión de las muestras ( flexoelectricidad ) [61] [62] esto puede explicar observaciones como el efecto de la curvatura [41] o la carga no homogénea. [78]

Transferencia de electrones y/o iones

Existe un debate sobre si en la triboelectricidad se transfieren electrones o iones. Por ejemplo, Harper [49] analiza ambas posibilidades, mientras que Vick [37] estaba más a favor de la transferencia de electrones. El debate continúa hasta el día de hoy, con, por ejemplo, George M. Whitesides defendiendo los iones, [92] mientras que Díaz y Fenzel-Alexander [93] así como Laurence D. Marks apoyan ambos, [61] [62] y otros sólo los electrones. [94]

Irreversibilidad termodinámica

En la segunda mitad del siglo XX, la escuela soviética liderada por el químico Boris Derjaguin sostuvo que la triboelectricidad y el fenómeno asociado de la triboluminiscencia son fundamentalmente irreversibles . [95] Un punto de vista similar al de Derjaguin ha sido defendido más recientemente por Seth Putterman y sus colaboradores en la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA). [96] [97]

En 2020, los físicos teóricos Robert Alicki y Alejandro Jenkins publicaron una propuesta teórica de triboelectricidad como un proceso fundamentalmente irreversible . [58] Argumentaron que los electrones de los dos materiales que se deslizan uno contra el otro tienen velocidades diferentes, lo que da lugar a un estado de no equilibrio . Los efectos cuánticos hacen que este desequilibrio bombee electrones de un material al otro. [58] Este es un análogo fermiónico del mecanismo de superradiancia rotacional descrito originalmente por Yakov Zeldovich para los bosones . [58] Los electrones se bombean en ambas direcciones, pero pequeñas diferencias en los paisajes de potencial electrónico de las dos superficies pueden provocar una carga neta. [58] Alicki y Jenkins argumentan que se necesita un bombeo irreversible de este tipo para comprender cómo el efecto triboeléctrico puede generar una fuerza electromotriz . [58] [98]

Humedad

En general, el aumento de la humedad (agua en el aire) conduce a una disminución en la magnitud de la carga triboeléctrica. [99] El tamaño de este efecto varía en gran medida dependiendo de los materiales en contacto; la disminución de la carga varía desde un factor de hasta 10 o más hasta una dependencia muy pequeña de la humedad. [100] Algunos experimentos encuentran un aumento de la carga en una humedad moderada en comparación con condiciones extremadamente secas antes de una disminución posterior en una humedad más alta. [101] La explicación más extendida es que una humedad más alta conduce a una mayor adsorción de agua en la superficie de los materiales en contacto, lo que conduce a una mayor conductividad superficial . [102] [103] La mayor conductividad permite una mayor recombinación de carga a medida que los contactos se separan, lo que resulta en una transferencia de carga más pequeña. [102] [104] [105] Otra explicación propuesta para los efectos de la humedad considera el caso en el que se observa que la transferencia de carga aumenta con la humedad en condiciones secas. El aumento de la humedad puede conducir a la formación de puentes de agua entre los materiales en contacto que promueven la transferencia de iones. [101]

Ejemplos

Fricción y adherencia por carga triboeléctrica

La fricción [106] es una fuerza retardante debida a diferentes procesos de disipación de energía , como la deformación elástica y plástica, la excitación de fonones y electrones, y también la adhesión . [107] Como ejemplo, en un automóvil o cualquier otro vehículo, las ruedas se deforman elásticamente a medida que ruedan. Parte de la energía necesaria para esta deformación se recupera ( deformación elástica ), parte no y se destina a calentar los neumáticos. La energía que no se recupera contribuye a la fuerza de retroceso, un proceso llamado fricción de rodadura .

De manera similar a la fricción por rodadura, existen términos de energía en la transferencia de carga que contribuyen a la fricción. En la fricción estática , existe un acoplamiento entre las deformaciones elásticas, la polarización y la carga superficial que contribuye a la fuerza de fricción. [82] En la fricción por deslizamiento, [108] cuando las asperezas entran en contacto [38] y hay transferencia de carga, parte de la carga regresa cuando se liberan los contactos, parte no lo hace [109] y contribuirá a la fricción observada macroscópicamente. Hay evidencia de una fuerza de Coulomb retardante entre asperezas de diferentes cargas, [110] y un aumento en la adhesión por electrificación de contacto cuando los geckos caminan sobre el agua. [111] También hay evidencia de conexiones entre procesos espasmódicos (stick-slip) durante el deslizamiento con transferencia de carga, [44] descarga eléctrica [112] y emisión de rayos X. [96] Se ha debatido cuán grande es la contribución triboeléctrica a la fricción. Algunos han sugerido [110] que puede dominar para los polímeros, mientras que Harper [113] ha argumentado que es pequeña.

Líquidos y gases

Ilustración de la carga triboeléctrica generada a partir de una gota que se desliza

La generación de electricidad estática a partir del movimiento relativo de líquidos o gases está bien establecida, con uno de los primeros análisis en 1886 por Lord Kelvin en su gotero de agua que usaba gotas que caían para crear un generador eléctrico. [114] El mercurio líquido es un caso especial, ya que normalmente actúa como un metal simple, por lo que se ha utilizado como electrodo de referencia. [2] Más común es el agua, y la electricidad debido a las gotas de agua que golpean las superficies se ha documentado desde el descubrimiento por Philipp Lenard en 1892 de la electrificación por pulverización o efecto cascada . [115] [116] Esto es cuando el agua que cae genera electricidad estática ya sea por colisiones entre gotas de agua o con el suelo, lo que lleva a que la niebla más fina en las corrientes ascendentes esté principalmente cargada negativamente, con carga positiva cerca de la superficie inferior. También puede ocurrir con gotas deslizantes. [117]

Otro tipo de carga puede producirse durante la solidificación rápida del agua que contiene iones, lo que se denomina efecto Workman-Reynolds . [118] Durante la solidificación, los iones positivos y negativos pueden no estar distribuidos de manera uniforme entre el líquido y el sólido. [119] Por ejemplo, en las tormentas eléctricas esto puede contribuir (junto con el efecto cascada) a la separación de iones de hidrógeno positivos e iones de hidróxido negativos, lo que genera carga estática y rayos . [120]

Una tercera clase está asociada con las diferencias de potencial de contacto entre líquidos o gases y otros materiales, similares a las diferencias de función de trabajo para sólidos. Se ha sugerido que una serie triboeléctrica para líquidos es útil. [121] Una diferencia con los sólidos es que a menudo los líquidos tienen capas dobles cargadas , y la mayoría del trabajo hasta la fecha apoya que la transferencia de iones (en lugar de electrones) domina para los líquidos [122] como lo sugirió por primera vez Irving Langmuir en 1938. [123]

Por último, en el caso de los líquidos, puede haber gradientes de caudal en las interfases, así como gradientes de viscosidad. Estos pueden producir campos eléctricos y también polarización del líquido, un campo llamado electrohidrodinámica . [124] Estos son análogos a los términos electromecánicos para los sólidos, donde pueden producirse campos eléctricos debido a las tensiones elásticas, como se describió anteriormente.

Polvos

Durante el procesamiento de polvos comerciales [3] [125] [126] o en procesos naturales como tormentas de polvo, [127] [128] [8] puede ocurrir transferencia de carga triboeléctrica. Puede haber campos eléctricos de hasta 160 kV/m con condiciones de viento moderadas, lo que genera fuerzas de Coulomb de aproximadamente la misma magnitud que la gravedad. [129] No es necesario que haya aire presente, puede ocurrir una carga significativa, por ejemplo, en cuerpos planetarios sin aire. [130] Con polvos farmacéuticos y otros polvos comerciales, la carga triboeléctrica debe controlarse para el control de calidad de los materiales y las dosis. La descarga estática también es un peligro particular en los elevadores de granos debido al peligro de una explosión de polvo , [131] en lugares que almacenan polvos explosivos, [132] y en muchos otros casos. [133] La separación de polvos triboeléctricos se ha discutido como un método para separar polvos, por ejemplo, diferentes biopolímeros. [134] El principio aquí es que se pueden aprovechar diferentes grados de carga para la separación electrostática, un concepto general para los polvos. [135]

En la industria

Señal de peligro de electricidad estática (ISO 7010)

Hay muchas áreas en la industria donde se sabe que la triboelectricidad es un problema. Algunos ejemplos son:

Otros ejemplos

Mechas estáticas en un Winglet de Airbus A319-132

Si bien el simple caso de acariciar a un gato resulta familiar para muchos, existen otras áreas en la civilización tecnológica moderna donde la triboelectricidad se explota o es una preocupación:

Cinturones antiestáticos en un coche en Rusia en 2014

Véase también

Referencias

  1. ^ abcdef Shaw, PE (1917). "Experimentos sobre triboelectricidad. I.—La serie triboeléctrica". Actas de la Royal Society de Londres. Serie A, que contiene artículos de carácter matemático y físico . 94 (656): 16–33. Bibcode :1917RSPSA..94...16S. doi : 10.1098/rspa.1917.0046 . ISSN  0950-1207.
  2. ^ ab Freund, Thomas (1979). "Triboelectricidad". Avances en la ciencia de coloides e interfases . 11 (1): 43–66. doi :10.1016/0001-8686(79)80003-2.
  3. ^ abcd Watanabe, H.; Ghadiri, M; Matsuyama, T.; Morir, Y.; Pitt, K.; Maruyama, H.; Matsusaka, S.; Masuda, H. (2007). "Triboelectrificación de polvos farmacéuticos por impacto de partículas". Revista Internacional de Farmacéutica . 334 (1–2): 149–155. doi :10.1016/j.ijpharm.2006.11.005. hdl : 2433/194296 . ISSN  0378-5173. PMID  17141989.
  4. ^ ab Galembeck, Fernando; Burgo, Thiago AL; Balestrin, Lia BS; Gouveia, Rubia F.; Silva, Cristiane A.; Galembeck, André (2014). "Fricción, triboquímica y triboelectricidad: avances recientes y perspectivas". RSC Avanzado . 4 (109): 64280–64298. Código Bib : 2014RSCAD...464280G. doi :10.1039/C4RA09604E. ISSN  2046-2069.
  5. ^ "Triboelectricidad". Education.MRSEC.Wisc.edu . Grupo de Educación de los Centros de Investigación en Ciencias e Ingeniería de Materiales / Universidad de Wisconsin-Madison. 2020 . Consultado el 21 de julio de 2023 .
  6. ^ "Collins English Dictionary". 23 de julio de 2023. Consultado el 23 de julio de 2023 .
  7. ^ Wong, Jennifer; Kwok, Philip Chi Lip; Chan, Hak-Kim (2015). "Electrostática en sólidos farmacéuticos". Chemical Engineering Science . 125 : 225–237. Código Bibliográfico :2015ChEnS.125..225W. doi :10.1016/j.ces.2014.05.037.
  8. ^ ab Kok, Jasper F.; Renno, Nilton O. (2008). "Electrostática en arena arrastrada por el viento". Physical Review Letters . 100 (1): 014501. arXiv : 0711.1341 . Código Bibliográfico :2008PhRvL.100a4501K. doi :10.1103/physrevlett.100.014501. ISSN  0031-9007. PMID  18232774. S2CID  9072006.
  9. ^ ab Blum, Jürgen; Wurm, Gerhard (2008). "Los mecanismos de crecimiento de cuerpos macroscópicos en discos protoplanetarios". Revista anual de astronomía y astrofísica . 46 (1): 21–56. Bibcode :2008ARA&A..46...21B. doi :10.1146/annurev.astro.46.060407.145152. ISSN  0066-4146.
  10. ^ Shipley, JT (1945). Diccionario de orígenes de las palabras . The Philosophical Library . pág. 133. ISBN. 978-0-88029-751-6.
  11. ^ abcd Benjamin, Park (1898). Una historia de la electricidad (el auge intelectual en el campo de la electricidad) desde la antigüedad hasta los días de Benjamin Franklin, por Park Benjamin... Nueva York: J. Wiley. págs. 1–45, capítulos 1-2. doi :10.5962/bhl.title.19628.
  12. ^ ab Iversen, Paul; Lacks, Daniel J. (2012). "Una vida propia: La tenue conexión entre Tales de Mileto y el estudio de la carga electrostática". Journal of Electrostatics . 70 (3): 309–311. doi :10.1016/j.elstat.2012.03.002. ISSN  0304-3886.
  13. ^ ab Roller, Duane; Roller, Duane HD (1953). "La historia prenatal de la ciencia eléctrica". Revista estadounidense de física . 21 (5): 343–356. Código Bibliográfico :1953AmJPh..21..343R. doi :10.1119/1.1933449. ISSN  0002-9505.
  14. ^ "tribo-", Wikcionario, el diccionario libre , 26 de agosto de 2023 , consultado el 5 de septiembre de 2023
  15. ^ "Las propiedades del ámbar". Ámbares antiguos tallados en el Museo J. Paul Getty . Consultado el 16 de agosto de 2023 .
  16. ^ abc Maver, William Jr. (1918). "La electricidad, su historia y progreso". The Encyclopedia Americana: A Library of Universal Knowledge. Vol. X. Nueva York: Encyclopedia Americana Corp. pp. 172 y siguientes. – vía Internet Archive.
  17. ^ Hauksbee, Francisco (1719). "Experimentos físico-mecánicos". (Sin título) (2ª ed.). Londres: J. Senex y W. Taylor.
  18. ^ Gilbert, William; Mottelay, Paul Fleury (1991) [1893]. De magnete (edición facsímil). Nueva York: Dover publ. ISBN 978-0-486-26761-6.
  19. ^ Knight, Thomas Brown (1672). Pseudodoxia epidemica: or, Enquiries into very many received tenents and common presumed truths (6.ª y última ed., correcciones y enl.). Libro II, capítulo IV. págs. 82–86. doi :10.1037/13887-000.
  20. ^ de V. Heathcote, NH (1950). "Globo de azufre de Guericke". Anales de la Ciencia . 6 (3): 293–305. doi :10.1080/00033795000201981. ISSN  0003-3790.
  21. ^ "V. Una carta de Mons. Du Fay, FRS y de la Real Academia de Ciencias de París, a su Gracia Charles, duque de Richmond y Lenox, sobre electricidad. Traducido del francés por TS M D". Philosophical Transactions of the Royal Society of London (en latín). 38 (431): 258–266. 1733. doi :10.1098/rstl.1733.0040. ISSN  0261-0523. S2CID  186208701.
  22. ^ Keithley, Joseph F. (1999). La historia de las mediciones eléctricas y magnéticas: desde el año 500 a. C. hasta la década de 1940. Nueva York: IEEE Press. ISBN 978-0-7803-1193-0.
  23. ^ ab Whittaker, Edmund T. (1989). Una historia de las teorías del éter y la electricidad. 2: Las teorías modernas, 1900-1926 (edición repetida). Nueva York: Dover Publ. ISBN 978-0-486-26126-3.
  24. ^ ab Wilcke, Johan Carl (1757). Disputatio physica experimentalis, de electricitatibus contrariis... (en latín). Typis Ioannis Iacobi Adleri.
  25. ^ ab Gillispie, CC (1976). Diccionario de biografía científica . Nueva York: Scribner. págs. 352–353.
  26. ^ Peclet, YO (1834). "Memoire sur l'Electricité produit par le Frottement". Annales de chimie et de physique . lvii : 337–416.
  27. ^ ab Owen, Morris (1909). "XLII. Sobre la electricidad por fricción". Revista filosófica y revista científica de Londres, Edimburgo y Dublín . 17 (100): 457–465. doi :10.1080/14786440408636622. ISSN  1941-5982.
  28. ^ ab Jones, W. Morris (1915). "XXX. Electricidad por fricción en aislantes y metales". Revista filosófica y revista científica de Londres, Edimburgo y Dublín . 29 (170): 261–274. doi :10.1080/14786440208635305. ISSN  1941-5982.
  29. ^ abc Shaw, PE (1914). "La electrificación de superficies afectadas por el calor". Actas de la Physical Society of London . 27 (1): 208–216. Bibcode :1914PPSL...27..208S. doi :10.1088/1478-7814/27/1/317. ISSN  1478-7814.
  30. ^ Shaw, PE; Jex, CS (1928). "Triboelectricidad y fricción. II.—Vidrio y elementos sólidos". Actas de la Royal Society de Londres. Serie A, que contiene artículos de carácter matemático y físico . 118 (779): 97–108. Bibcode :1928RSPSA.118...97S. doi : 10.1098/rspa.1928.0037 . ISSN  0950-1207.
  31. ^ Shaw, PE; Jex, CS (1928). "Triboelectricidad y fricción. III. Elementos sólidos y textiles". Actas de la Royal Society de Londres. Serie A, que contiene artículos de carácter matemático y físico . 118 (779): 108–113. Bibcode :1928RSPSA.118..108S. doi :10.1098/rspa.1928.0038. ISSN  0950-1207. JSTOR  94891.
  32. ^ Shaw, PW (1929). "Triboelectricidad y fricción. IV.—Electricidad debida a partículas sopladas por el aire". Actas de la Royal Society de Londres. Serie A, que contiene artículos de carácter matemático y físico . 122 (789): 49–58. Bibcode :1929RSPSA.122...49S. doi : 10.1098/rspa.1929.0004 . ISSN  0950-1207.
  33. ^ ab Shaw, PE; Hanstock, RF (1930). "Triboelectricidad y fricción. —V. Sobre la deformación superficial y la relajación de sólidos similares". Actas de la Royal Society de Londres. Serie A, que contiene artículos de carácter matemático y físico . 128 (808): 474–480. Bibcode :1930RSPSA.128..474S. doi : 10.1098/rspa.1930.0125 . ISSN  0950-1207. S2CID  137932809.
  34. ^ Shaw, PE; Hanstock, RF (1930). "Triboelectricidad y fricción.—VI. Sobre la deformación y relajación superficial de sólidos diferentes". Actas de la Royal Society de Londres. Serie A, que contiene artículos de carácter matemático y físico . 128 (808): 480–487. Bibcode :1930RSPSA.128..480S. doi : 10.1098/rspa.1930.0126 . ISSN  0950-1207.
  35. ^ Shaw, PE; Leavery, EW (1932). "Triboelectricidad y fricción. VII.—Resultados cuantitativos para metales y otros elementos sólidos, con sílice". Actas de la Royal Society de Londres. Serie A, que contiene artículos de carácter matemático y físico . 138 (836): 502–514. Bibcode :1932RSPSA.138..502S. doi : 10.1098/rspa.1932.0199 . ISSN  0950-1207. S2CID  136574422.
  36. ^ abcdefg Ashcroft, Neil W.; Mermin, N. David (1976). Física del estado sólido . Cengage Learning. ISBN 978-0-03-083993-1.
  37. ^ abcdefg Vick, FA (1953). "Teoría de la electrificación por contacto". British Journal of Applied Physics . 4 (S2): S1–S5. Código Bibliográfico :1953BJAP....4S...1V. doi :10.1088/0508-3443/4/S2/301. ISSN  0508-3443.
  38. ^ abcd Bowden, Frank Philip; Tabor, David (2001) [1950]. La fricción y lubricación de sólidos . Serie "Oxford Classic Texts" (edición repetida). Oxford: Clarendon Press. ISBN 978-0-19-850777-2.
  39. ^ Un peine de plástico frotado con un paño de algodón atrae pequeños trozos de papel, 6 de septiembre de 2012 , consultado el 5 de septiembre de 2023
  40. ^ Lowell, J.; Akande, AR (1988). "Electrificación por contacto: ¿por qué es variable?". Journal of Physics D: Applied Physics . 21 (1): 125–137. Bibcode :1988JPhD...21..125L. doi :10.1088/0022-3727/21/1/018. ISSN  0022-3727. S2CID  250782776.
  41. ^ abcde Jamieson, Walter (1910). "La electrificación de materiales aislantes". Nature . 83 (2111): 189. Bibcode :1910Natur..83..189J. doi : 10.1038/083189a0 . ISSN  0028-0836. S2CID  3954491.
  42. ^ ab Richards, Harold F. (1920). "Electrificación por impacto". Physical Review . 16 (4): 290–304. Código Bibliográfico :1920PhRv...16..290R. doi :10.1103/PhysRev.16.290. ISSN  0031-899X.
  43. ^ abc Shaw, PE (1926). "Separación eléctrica entre superficies sólidas idénticas". Actas de la Physical Society . 39 (1): 449–452. Bibcode :1926PPS....39..449S. doi :10.1088/0959-5309/39/1/344. ISSN  0959-5309.
  44. ^ abc Burgo, Thiago AL; Erdemir, Ali (2014). "Señal de tribocarga bipolar durante fluctuaciones de fuerza de fricción en interfaces metal-aislante". Angewandte Chemie International Edition . 53 (45): 12101–12105. doi :10.1002/anie.201406541. PMID  25168573.
  45. ^ Lee, Victor; James, Nicole M.; Waitukaitis, Scott R.; Jaeger, Heinrich M. (2018). "Carga por colisión de partículas submilimétricas individuales: uso de levitación ultrasónica para iniciar y rastrear la transferencia de carga". Physical Review Materials . 2 (3): 035602. arXiv : 1801.09278 . Bibcode :2018PhRvM...2c5602L. doi :10.1103/PhysRevMaterials.2.035602. ISSN  2475-9953. S2CID  118904552.
  46. ^ ab Shinbrot, T.; Komatsu, TS; Zhao, Q. (2008). "Carga triboscópica espontánea de materiales similares". EPL (Europhysics Letters) . 83 (2): 24004. Bibcode :2008EL.....8324004S. doi :10.1209/0295-5075/83/24004. ISSN  0295-5075. S2CID  40379103.
  47. ^ abc Baytekin, HT; Patashinski, AZ; Branicki, M.; Baytekin, B.; Soh, S.; Grzybowski, BA (2011). "El mosaico de carga superficial en la electrificación de contacto". Science . 333 (6040): 308–312. Bibcode :2011Sci...333..308B. doi : 10.1126/science.1201512 . hdl : 20.500.11820/f416715b-eaa4-4051-a054-a6cd527a6066 . ISSN  0036-8075. PMID  21700838. S2CID  18450118.
  48. ^ ab Harper, WE (1951). "El efecto Volta como causa de la electrificación estática". Actas de la Royal Society de Londres. Serie A. Ciencias matemáticas y físicas . 205 (1080): 83–103. Bibcode :1951RSPSA.205...83H. doi :10.1098/rspa.1951.0019. ISSN  0080-4630. S2CID  110618773.
  49. ^ abcdef Harper, WR (1998). Contacto y electrificación por fricción . Laplacian Press. ISBN 1-885540-06-X.OCLC 39850726  .
  50. ^ ab Harper, WR (1961). "Electrificación tras el contacto de sólidos". Contemporary Physics . 2 (5): 345–359. Bibcode :1961ConPh...2..345H. doi :10.1080/00107516108205281. ISSN  0010-7514.
  51. ^ Castle, GSP (1997). "Carga por contacto entre aisladores". Journal of Electrostatics . 40–41: 13–20. doi :10.1016/S0304-3886(97)00009-0.
  52. ^ Bailey, Adrian G. (2001). "La carga de superficies aislantes". Journal of Electrostatics . 51–52: 82–90. doi :10.1016/S0304-3886(01)00106-1.
  53. ^ Schein, LB (2007). "Progresos recientes y enigmas continuos en electrostática". Science . 316 (5831): 1572–1573. doi :10.1126/science.1142325. ISSN  0036-8075. PMID  17569848. S2CID  136500498.
  54. ^ Elsdon, R. (1975). Aspectos fundamentales y aplicados de la electrificación por contacto (PhD). Universidad de Cambridge. doi :10.17863/CAM.16064.
  55. ^ Akande, AR; Lowell, J (1987). "Transferencia de carga en contactos metal/polímero". Journal of Physics D: Applied Physics . 20 (5): 565–578. Bibcode :1987JPhD...20..565A. doi :10.1088/0022-3727/20/5/002. ISSN  0022-3727. S2CID  250812629.
  56. ^ ab Kok, Jasper F.; Lacks, Daniel J. (2009). "Electrificación de sistemas granulares de aisladores idénticos". Physical Review E . 79 (5): 051304. arXiv : 0902.3411 . Bibcode :2009PhRvE..79e1304K. doi :10.1103/PhysRevE.79.051304. ISSN  1539-3755. PMID  19518446. S2CID  2225090.
  57. ^ Nacido, M.; Oppenheimer, R. (1927). "Zur Quantentheorie der Molekeln". Annalen der Physik (en alemán). 389 (20): 457–484. Código bibliográfico : 1927AnP...389..457B. doi : 10.1002/andp.19273892002 .
  58. ^ abcdefg Alicki, Robert; Jenkins, Alejandro (2020). "Teoría cuántica de la triboelectricidad". Physical Review Letters . 125 (18): 186101. arXiv : 1904.11997 . Código Bibliográfico :2020PhRvL.125r6101A. doi :10.1103/PhysRevLett.125.186101. ISSN  0031-9007. PMID  33196235. S2CID  139102854.
  59. ^ Liu, Guangming; Liu, Jun; Dou, Wenjie (2022). "Dinámica cuántica no adiabática de efectos tribovoltaicos en interfaces deslizantes metal-semiconductor". Nano Energy . 96 : 107034. arXiv : 2112.04687 . Código Bibliográfico :2022NEne...9607034L. doi :10.1016/j.nanoen.2022.107034. S2CID  247006239.
  60. ^ Frenkel, J. (1941). "Sobre la electrificación de dieléctricos por fricción". Revista de Física-URSS . V (1): 25–29.
  61. ^ abcde Mizzi, CA; Lin, AYW; Marks, LD (2019). "¿La flexoelectricidad impulsa la triboelectricidad?". Physical Review Letters . 123 (11): 116103. arXiv : 1904.10383 . Código Bibliográfico :2019PhRvL.123k6103M. doi :10.1103/PhysRevLett.123.116103. ISSN  0031-9007. PMID  31573269. S2CID  128361741.
  62. ^ abcde Mizzi, Christopher A.; Marks, Laurence D. (2022). "Cuando la flexoelectricidad impulsa la triboelectricidad". Nano Letters . 22 (10): 3939–3945. Código Bibliográfico :2022NanoL..22.3939M. doi :10.1021/acs.nanolett.2c00240. ISSN  1530-6984. PMID  35575563. S2CID  225070213.
  63. ^ Fukada, E.; Fowler, JF (1958). "Triboelectricidad y trampas de electrones en materiales aislantes: algunas correlaciones". Nature . 181 (4610): 693–694. Código Bibliográfico :1958Natur.181..693F. doi :10.1038/181693b0. ISSN  0028-0836. S2CID  4269111.
  64. ^ Guerret-Piecourt, Christelle; Bec, Sandrine; Tréheux, Daniel (2001). "Cargas eléctricas y tribología de materiales aislantes". Cuentas Rendus de la Academia de Ciencias, Serie IV . 2 (5): 761–774. arXiv : 0707.2649 . Código Bib : 2001CRASP...2..761G. doi :10.1016/S1296-2147(01)01218-5.
  65. ^ Pan, Shuaihang; Zhang, Zhinan (2017). "Efecto triboeléctrico: una nueva perspectiva sobre el proceso de transferencia de electrones". Journal of Applied Physics . 122 (14): 144302. Bibcode :2017JAP...122n4302P. doi :10.1063/1.5006634. ISSN  0021-8979.
  66. ^ Olson, Karl P.; Mizzi, Christopher A.; Marks, Laurence D. (2022). "La flexión de banda y el trinquete explican la triboelectricidad en un diodo de contacto flexoeléctrico". Nano Letters . 22 (10): 3914–3921. arXiv : 2201.04688 . Código Bibliográfico :2022NanoL..22.3914O. doi :10.1021/acs.nanolett.2c00107. ISSN  1530-6984. PMID  35521939. S2CID  245906054.
  67. ^ Willatzen, Morten; Lin Wang, Zhong (2018). "Teoría de la electrificación por contacto: transiciones ópticas en sistemas de dos niveles". Nano Energy . 52 : 517–523. Bibcode :2018NEne...52..517W. doi :10.1016/j.nanoen.2018.08.015. S2CID  106380058.
  68. ^ Lacks, Daniel J. (2012). "La imprevisibilidad de la carga electrostática". Angewandte Chemie International Edition . 51 (28): 6822–6823. doi :10.1002/anie.201202896. PMID  22653881.
  69. ^ Lacks, Daniel J.; Shinbrot, Troy (2019). "Problemas de larga data y sin resolver en la carga triboeléctrica". Nature Reviews Chemistry . 3 (8): 465–476. doi :10.1038/s41570-019-0115-1. ISSN  2397-3358. S2CID  197403212.
  70. ^ ab Xie, L.; He, PF; Zhou, J.; Lacks, DJ (2014). "Correlación de la deformación por contacto con la electrificación por contacto de materiales idénticos". Journal of Physics D: Applied Physics . 47 (21): 215501. Bibcode :2014JPhD...47u5501X. doi :10.1088/0022-3727/47/21/215501. ISSN  0022-3727. S2CID  121319419.
  71. ^ ab Henniker J (1962). "Triboelectricidad en polímeros". Nature . 196 (4853): 474. Bibcode :1962Natur.196..474H. doi : 10.1038/196474a0 . S2CID  4211729.
  72. ^ Zou H, Zhang Y, Guo L, Wang P, He X, Dai G, et al. (2019). "Cuantificación de la serie triboeléctrica". Nature Communications . 10 (1): 1427. Bibcode :2019NatCo..10.1427Z. doi :10.1038/s41467-019-09461-x. PMC 6441076 . PMID  30926850. 
  73. ^ Zou, Haiyang; Guo, Litong; Xue, Hao; Zhang, Ying; Shen, Xiaofang; Liu, Xiaoting; Wang, Peihong; Él, Xu; Dai, Guozhang; Jiang, Peng; Zheng, Haiwu; Zhang, Binbin; Xu, Cheng; Wang, Zhong Lin (29 de abril de 2020). "Cuantificar y comprender la serie triboeléctrica de materiales inorgánicos no metálicos". Comunicaciones de la naturaleza . 11 (1): 2093. Código bibliográfico : 2020NatCo..11.2093Z. doi :10.1038/s41467-020-15926-1. ISSN  2041-1723. PMC 7190865 . PMID  32350259. 
  74. ^ Lowell, J.; Rose-Innes, AC (1980). "Electrificación por contacto". Avances en Física . 29 (6): 947–1023. Bibcode :1980AdPhy..29..947L. doi :10.1080/00018738000101466. ISSN  0001-8732.
  75. ^ Pan, Shuaihang; Zhang, Zhinan (2019). "Teorías fundamentales y principios básicos del efecto triboeléctrico: una revisión". Fricción . 7 (1): 2–17. doi : 10.1007/s40544-018-0217-7 . ISSN  2223-7690. S2CID  256406551.
  76. ^ Lowell, J.; Truscott, WS (1986). "Triboelectrificación de aisladores idénticos. I. Una investigación experimental". Journal of Physics D: Applied Physics . 19 (7): 1273–1280. Bibcode :1986JPhD...19.1273L. doi :10.1088/0022-3727/19/7/017. ISSN  0022-3727. S2CID  250769950.
  77. ^ Lowell, J.; Truscott, WS (1986). "Triboelectrificación de aisladores idénticos. II. Teoría y experimentos posteriores". Journal of Physics D: Applied Physics . 19 (7): 1281–1298. Bibcode :1986JPhD...19.1281L. doi :10.1088/0022-3727/19/7/018. ISSN  0022-3727. S2CID  250811149.
  78. ^ ab Persson, BNJ (2020). "Sobre el papel de la flexoelectricidad en la triboelectricidad para superficies aleatoriamente rugosas". EPL (Europhysics Letters) . 129 (1): 10006. arXiv : 1911.06207 . Bibcode :2020EL....12910006P. doi :10.1209/0295-5075/129/10006. ISSN  1286-4854. S2CID  208615180.
  79. ^ ab Lang, ND; Kohn, W. (1971). "Teoría de superficies metálicas: función de trabajo". Physical Review B . 3 (4): 1215–1223. Código Bibliográfico :1971PhRvB...3.1215L. doi :10.1103/PhysRevB.3.1215. ISSN  0556-2805.
  80. ^ Peterson, John W. (1949). "La influencia de la piezoelectrificación en la triboelectrificación". Physical Review . 76 (12): 1882–1883. Bibcode :1949PhRv...76.1882P. doi :10.1103/PhysRev.76.1882.2. ISSN  0031-899X.
  81. ^ Harper, WR (1955). "Adhesión y carga de superficies de cuarzo". Actas de la Royal Society de Londres. Serie A. Ciencias matemáticas y físicas . 231 (1186): 388–403. Bibcode :1955RSPSA.231..388H. doi :10.1098/rspa.1955.0182. ISSN  0080-4630. S2CID  137276822.
  82. ^ ab Zubko, Pavlo; Catalán, Gustau; Tagantsev, Alexander K. (2013). "Efecto flexoeléctrico en sólidos". Revisión anual de investigación de materiales . 43 (1): 387–421. Bibcode :2013AnRMS..43..387Z. doi :10.1146/annurev-matsci-071312-121634. hdl : 10261/99362 . ISSN  1531-7331.
  83. ^ Arias, Irene; Catalán, Gustau; Sharma, Pradeep (2022). "La emancipación de la flexoelectricidad". Revista de Física Aplicada . 131 (2): 020401. Bibcode :2022JAP...131b0401A. doi : 10.1063/5.0079319 . hdl : 10261/280763 . ISSN  0021-8979. S2CID  245897525.
  84. ^ Sow, Mamadou; Lacks, Daniel J.; Mohan Sankaran, R. (2012). "Dependencia de la electrificación por contacto de la magnitud de la deformación en materiales poliméricos". Journal of Applied Physics . 112 (8): 084909–084909–5. Bibcode :2012JAP...112h4909S. doi :10.1063/1.4761967. ISSN  0021-8979.
  85. ^ Sow, Mamadou; Lacks, Daniel J.; Sankaran, R. Mohan (2013). "Efectos de la tensión del material en la carga triboeléctrica: influencia de las propiedades del material". Journal of Electrostatics . 71 (3): 396–399. doi :10.1016/j.elstat.2012.11.021.
  86. ^ Fisher, LH (1951). "Sobre la representación de la polarización estática de dieléctricos rígidos mediante distribuciones de carga equivalentes". American Journal of Physics . 19 (2): 73–78. Bibcode :1951AmJPh..19...73F. doi :10.1119/1.1932714. ISSN  0002-9505.
  87. ^ Griffiths, David (29 de junio de 2017). Introducción a la electrodinámica . Cambridge University Press. págs. 296–354. doi :10.1017/9781108333511.008. ISBN . 978-1-108-33351-1.
  88. ^ Ireland, Peter M. (2010). "Triboelectrificación de flujos de partículas sobre superficies: Parte II — Mecanismos y modelos". Tecnología de polvos . 198 (2): 199–210. doi :10.1016/j.powtec.2009.11.008.
  89. ^ Matsusaka, S.; Maruyama, H.; Matsuyama, T.; Ghadiri, M. (2010). "Carga triboeléctrica de polvos: una revisión". Chemical Engineering Science . 65 (22): 5781–5807. Bibcode :2010ChEnS..65.5781M. doi :10.1016/j.ces.2010.07.005. hdl : 2433/130693 .
  90. ^ Xie, Li; Li, Junjie; Liu, Yakui (2020). "Revisión del modelo de carga de partículas de arena debido a colisiones". Theoretical and Applied Mechanics Letters . 10 (4): 276–285. Bibcode :2020TAML...10..276X. doi : 10.1016/j.taml.2020.01.047 . ISSN  2095-0349. S2CID  225960006.
  91. ^ Han, Chun; Zhou, Qun; Hu, Jiawei; Liang, Cai; Chen, Xiaoping; Ma, Jiliang (2021). "Características de carga del contacto partícula-partícula". Journal of Electrostatics . 112 : 103582. doi :10.1016/j.elstat.2021.103582. S2CID  235513618.
  92. ^ McCarty, Logan S.; Whitesides, George M. (2008). "Carga electrostática debida a la separación de iones en las interfaces: electrificación por contacto de electretos iónicos". Angewandte Chemie International Edition . 47 (12): 2188–2207. doi :10.1002/anie.200701812. PMID  18270989.
  93. ^ Diaz, AF; Fenzel-Alexander, D. (1993). "Un modelo de transferencia de iones para carga por contacto". Langmuir . 9 (4): 1009–1015. doi :10.1021/la00028a021. ISSN  0743-7463.
  94. ^ Liu, Chongyang; Bard, Allen J. (2008). "Electroquímica electrostática en aislantes". Nature Materials . 7 (6): 505–509. Bibcode :2008NatMa...7..505L. doi :10.1038/nmat2160. ISSN  1476-4660. PMID  18362908.
  95. ^ Deryagin, BV; Krotova, NA; Smilga, VP (1978). "II". Adhesión de sólidos. Traducido por Johnston, RK Consultants Bureau. ISBN 978-1-4615-8191-8.
  96. ^ ab Camara, Carlos G.; Escobar, Juan V.; Hird, Jonathan R.; Putterman, Seth J. (2008). "Correlación entre destellos de rayos X de nanosegundos y fricción de adherencia-deslizamiento en cinta adhesiva despegable". Nature . 455 (7216): 1089–1092. Bibcode :2008Natur.455.1089C. doi :10.1038/nature07378. ISSN  0028-0836. S2CID  4372536.
  97. ^ Collins, Adam L.; Camara, Carlos G.; Van Cleve, Eli; Putterman, Seth J. (2018). "Medición simultánea de triboelectrificación y triboluminiscencia de materiales cristalinos". Rev. Sci. Instrum . 89 (1): 013901. Bibcode :2018RScI...89a3901C. doi :10.1063/1.5006811. PMID  29390647.
  98. ^ Demming, Anna (6 de octubre de 2020). «El tratamiento cuántico arroja nueva luz sobre la triboelectricidad». Physics World . Bristol, Reino Unido . Consultado el 18 de enero de 2021 .
  99. ^ Matsusaka, S.; Maruyama, H.; Matsuyama, T.; Ghadiri, M. (2010). "Carga triboeléctrica de polvos: una revisión". Chemical Engineering Science . 65 (22): 5781–5807. Bibcode :2010ChEnS..65.5781M. doi :10.1016/j.ces.2010.07.005. hdl : 2433/130693 . ISSN  0009-2509.
  100. ^ Németh, Ernő; Albrecht, Victoria; Schubert, Gert; Simon, Frank (2003). "Carga triboeléctrica de polímeros: dependencia de las propiedades termodinámicas de la superficie y la humedad relativa". Journal of Electrostatics . 58 (1–2): 3–16. doi :10.1016/S0304-3886(02)00137-7.
  101. ^ ab Pence, S.; Novotny, VJ; Diaz, AF (1994). "Efecto de la humedad superficial en la carga de contacto de polímeros que contienen iones". Langmuir . 10 (2): 592–596. doi :10.1021/la00014a042.
  102. ^ ab Németh, Ernő; Albrecht, Victoria; Schubert, Gert; Simon, Frank (2003). "Carga triboeléctrica de polímeros: dependencia de las propiedades termodinámicas de la superficie y la humedad relativa". Journal of Electrostatics . 58 (1): 3–16. doi :10.1016/S0304-3886(02)00137-7. ISSN  0304-3886.
  103. ^ Awakuni, Y; Calderwood, JH (1972). "Adsorción de vapor de agua y conductividad superficial en sólidos". Journal of Physics D: Applied Physics . 5 (5): 1038–1045. Bibcode :1972JPhD....5.1038A. doi :10.1088/0022-3727/5/5/323. S2CID  250802832.
  104. ^ Lesprit, Ugo; Paillat, Thierry; Zouzou, Noureddine; Paquier, Anna; Yonger, Marc (2021). "Carga triboeléctrica de una perla de vidrio que impacta contra polímeros: efectos antiestáticos en la electrificación de vidrio/PU en un entorno con humedad controlada". Journal of Electrostatics . 113 : 103605. doi : 10.1016/j.elstat.2021.103605 . ISSN  0304-3886.
  105. ^ Toth, Joseph R.; Phillips, Amber K.; Rajupet, Siddharth; Sankaran, R. Mohan; Lacks, Daniel J. (2017). "Carga triboeléctrica dependiente del tamaño de partícula en materiales granulares de un solo componente: papel de la humedad". Investigación en química industrial y de ingeniería . 56 (35): 9839–9845. doi :10.1021/acs.iecr.7b02328. ISSN  0888-5885.
  106. ^ Popova, Elena; Popov, Valentin L. (2015). "Los trabajos de investigación de Coulomb y Amontons y las leyes generalizadas de la fricción". Fricción . 3 (2): 183–190. doi : 10.1007/s40544-015-0074-6 . ISSN  2223-7704. S2CID  256405946.
  107. ^ Stachowiak, Gwidon; Batchelor, Andrew W. (2011). Tribología de ingeniería. Elsevier. ISBN 978-0-08-053103-8.
  108. ^ Persson, Bo (2000). Fricción deslizante: principios físicos y aplicaciones. Springer Science & Business Media. ISBN 978-3-540-67192-3.
  109. ^ Ko, Hyunseok; Lim, Yeong-won; Han, Seungwu; Jeong, Chang Kyu; Cho, Sung Beom (2021). "Triboelectrificación: el reflujo y las cargas estancadas son clave". ACS Energy Letters . 6 (8): 2792–2799. doi :10.1021/acsenergylett.1c01019. ISSN  2380-8195. S2CID  237720731.
  110. ^ ab Burgo, Thiago AL; Silva, Cristiane A.; Balestrin, Lia BS; Galembeck, Fernando (2013). "Dependencia del coeficiente de fricción en la carga tribostática electrostática". Scientific Reports . 3 (1): 2384. Bibcode :2013NatSR...3E2384B. doi :10.1038/srep02384. ISSN  2045-2322. PMC 3740278 . PMID  23934227. 
  111. ^ Izadi, Hadi; Stewart, Katherine ME; Penlidis, Alexander (2014). "El papel de la electrificación por contacto y las interacciones electrostáticas en la adhesión de los gecos". Journal of the Royal Society Interface . 11 (98). doi :10.1098/rsif.2014.0371. ISSN  1742-5689. PMC 4233685 . PMID  25008078. 
  112. ^ Schnurmann, Robert; Warlow-Davies, Eric (1942). "El componente electrostático de la fuerza de fricción por deslizamiento". Actas de la Physical Society . 54 (1): 14–27. Bibcode :1942PPS....54...14S. doi :10.1088/0959-5309/54/1/303. ISSN  0959-5309.
  113. ^ Harper, WR (1955). "Adhesión y carga de superficies de cuarzo". Actas de la Royal Society de Londres. Serie A. Ciencias matemáticas y físicas . 231 (1186): 388–403. Bibcode :1955RSPSA.231..388H. doi :10.1098/rspa.1955.0182. ISSN  0080-4630. S2CID  137276822.
  114. ^ Thomson, W. (1868). "XVI. Sobre un aparato autoactuante para multiplicar y mantener cargas eléctricas, con aplicaciones para ilustrar la teoría voltaica". Actas de la Royal Society de Londres . 16 : 67–72. doi : 10.1098/rspl.1867.0019 . ISSN  0370-1662. S2CID  110760051.
  115. ^ Lenard, Philipp (1892). "Ueber die Electricität der Wasserfälle". Annalen der Physik und Chemie . 282 (8): 584–636. Código bibliográfico : 1892AnP...282..584L. doi : 10.1002/andp.18922820805. ISSN  0003-3804.
  116. ^ Loeb, Leonard B. (1958). Electrificación estática. Berlín/Heidelberg: Springer. doi :10.1007/978-3-642-88243-2. ​​ISBN 978-3-642-88245-6.
  117. ^ Helseth, LE; Wen, HZ (2017). "Visualización de la dinámica de carga cuando las gotas de agua se mueven fuera de una superficie hidrofóbica". Revista Europea de Física . 38 (5): 055804. Bibcode :2017EJPh...38e5804H. doi :10.1088/1361-6404/aa82f7. ISSN  0143-0807. S2CID  125757544.
  118. ^ Gross, Gerardo Wolfgang (1965). "El efecto Workman-Reynolds y los procesos de transferencia iónica en la interfase hielo-solución". Revista de Investigación Geofísica . 70 (10): 2291–2300. Bibcode :1965JGR....70.2291G. doi :10.1029/jz070i010p02291. ISSN  0148-0227.
  119. ^ Aziz, MJ (1982). "Modelo para la redistribución de solutos durante la solidificación rápida". Journal of Applied Physics . 53 (2): 1158–1168. Bibcode :1982JAP....53.1158A. doi :10.1063/1.329867. ISSN  0021-8979.
  120. ^ Illingworth, AJ (1985). "Separación de cargas en tormentas eléctricas: procesos a pequeña escala". Journal of Geophysical Research . 90 (D4): 6026. Bibcode :1985JGR....90.6026I. doi :10.1029/JD090iD04p06026. ISSN  0148-0227.
  121. ^ Yoo, Donghyeon; Jang, Sunmin; Cho, Sumin; Choi, Dongwhi; Kim, Dong Sung (2023). "Una serie triboeléctrica líquida". Materiales avanzados . 35 (26): e2300699. Código Bibliográfico :2023AdM....3500699Y. doi : 10.1002/adma.202300699 . ISSN  0935-9648. PMID  36947827. S2CID  257695984.
  122. ^ Wong, William SY; Bista, Pravash; Li, Xiaomei; Veith, Lothar; Sharifi-Aghili, Azadeh; Weber, Stefan AL; Butt, Hans-Jürgen (2022). "Ajuste de la carga de gotas de agua deslizantes". Langmuir . 38 (19): 6224–6230. doi :10.1021/acs.langmuir.2c00941. ISSN  0743-7463. PMC 9118544 . PMID  35500291. 
  123. ^ Langmuir, Irving (1938). "Electrificación superficial debida a la recesión de soluciones acuosas de superficies hidrófobas". Revista de la Sociedad Química Americana . 60 (5): 1190–1194. doi :10.1021/ja01272a054. ISSN  0002-7863.
  124. ^ Papageorgiou, Demetrios T. (2019). "Flujos de película en presencia de campos eléctricos". Revista anual de mecánica de fluidos . 51 (1): 155–187. Bibcode :2019AnRFM..51..155P. doi : 10.1146/annurev-fluid-122316-044531 . ISSN  0066-4189. S2CID  125898175.
  125. ^ Castellanos, A. (2005). "Relación entre las fuerzas de atracción entre partículas y el comportamiento volumétrico en polvos finos secos y no cargados". Avances en Física . 54 (4): 263–376. Bibcode :2005AdPhy..54..263C. doi :10.1080/17461390500402657. ISSN  0001-8732. S2CID  122683411.
  126. ^ Grosshans, Holger; Jantač, Simon (2023). "Progresos recientes en el modelado CFD de la carga del flujo de polvo durante el transporte neumático". Chemical Engineering Journal . 455 : 140918. arXiv : 2212.04915 . Bibcode :2023ChEnJ.45540918G. doi :10.1016/j.cej.2022.140918. S2CID  254535685.
  127. ^ Rudge, WA Douglas (1912). "LXXXI. Una nota sobre la electrificación de la atmósfera y la superficie de la Tierra". Revista filosófica y revista científica de Londres, Edimburgo y Dublín . 23 (137): 852–855. doi :10.1080/14786440508637281. ISSN  1941-5982.
  128. ^ Kunkel, WB (1950). "La electrificación estática de partículas de polvo al dispersarse en una nube". Journal of Applied Physics . 21 (8): 820–832. Bibcode :1950JAP....21..820K. doi :10.1063/1.1699765. ISSN  0021-8979.
  129. ^ Schmidt, DS; Schmidt, RA; Dent, JD (1998). "Fuerza electrostática en arena saltante". Revista de investigación geofísica: Atmósferas . 103 (D8): 8997–9001. Bibcode :1998JGR...103.8997S. doi : 10.1029/98jd00278 . ISSN  0148-0227.
  130. ^ Wang, X.; Schwan, J.; Hsu, H.-W.; Grün, E.; Horányi, M. (2016). "Carga y transporte de polvo en cuerpos planetarios sin aire: transporte de polvo electrostático". Geophysical Research Letters . 43 (12): 6103–6110. doi : 10.1002/2016GL069491 . S2CID  132181033.
  131. ^ Glor, Martin (2009). "Electricidad estática en fuentes de ignición: investigación de incidentes". Revista de electrostática . 67 (2–3): 242–246. doi :10.1016/j.elstat.2009.01.016. ISSN  0304-3886.
  132. ^ Lotfzadeh, Habibeh; Khorasanloo, Fatemeh Hemmati; Fathollahi, Manoochehr (2020). "Reducción de la carga electrostática de explosivos PETN y HMX mediante PVP y líquido iónico". Revista de electrostática . 108 : 103513. doi :10.1016/j.elstat.2020.103513. ISSN  0304-3886. S2CID  224879902.
  133. ^ Sandu, Ioana; Resticcia, Francesco (2021). Revisión de incidentes de electricidad estática (PDF) . Quincy, Massachusetts: Fundación de Investigación de Protección contra Incendios.
  134. ^ Żenkiewicz, Marian; Żuk, Tomasz; Markiewicz, Ewa (2015). "Series triboeléctricas y separación electrostática de algunos biopolímeros". Pruebas de polímeros . 42 : 192-198. doi :10.1016/j.polymertesting.2015.01.009. ISSN  0142-9418.
  135. ^ El-Mouloud Zelmat, Mohamed; Rizouga, Mohamed; Tilmatine, Amar; Medles, Karim; Miloudi, Mohamed; Dascalescu, Lucien (2013). "Estudio comparativo experimental de diferentes dispositivos de carga triboeléctrica para la separación triboeléctrica de partículas aislantes". IEEE Transactions on Industry Applications . 49 (3): 1113–1118. doi :10.1109/tia.2013.2251991. ISSN  0093-9994. S2CID  16419622.
  136. ^ "Conceptos básicos de electricidad estática | OPW Retail Fueling EMEA" www.opwglobal.com . Consultado el 12 de julio de 2023 .
  137. ^ Pratt, Thomas H. (1994). "Electricidad estática en sistemas de transporte neumático: tres casos prácticos". Process Safety Progress . 13 (3): 109–113. doi :10.1002/prs.680130302. ISSN  1066-8527. S2CID  109719864.
  138. ^ Elidolu, Gizem; Akyuz, Emre; Arslan, Ozcan; Arslanoğlu, Yasin (2022). "Análisis cuantitativo de fallas en accidentes de explosión e incendio relacionados con electricidad estática en buques cisterna bajo el enfoque CREAM de pajarita difusa". Análisis de fallas de ingeniería . 131 : 105917. doi :10.1016/j.engfailanal.2021.105917. ISSN  1350-6307. S2CID  244408454.
  139. ^ "Electricidad estática a bordo | Seably". www.seably.com . Consultado el 7 de septiembre de 2023 .
  140. ^ Midwest Research Institute (1997). Guía de detección de fugas en bolsas filtrantes de tela (PDF) . Oficina de calidad del aire, planificación y normas de protección ambiental.
  141. ^ Parker, Earl. "Detección de polvo triboeléctrica frente a medidores de opacidad: ¿gran diferencia?". www.auburnsys.com . Consultado el 15 de julio de 2023 .
  142. ^ MIRA: Un video dramático muestra una explosión mortal dentro de la planta de cosméticos New Windsor, 29 de noviembre de 2017 , consultado el 14 de agosto de 2023
  143. ^ Pettit, Duane; Turnbull, Andrew; Roelant, Henk A. (1 de febrero de 2001). "Estudio de confiabilidad de aeronaves de aviación general". Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio .
  144. ^ Tallman, Jill (11 de enero de 2019). "Cómo funciona: la mecha estática". www.aopa.org . Consultado el 12 de julio de 2023 .
  145. ^ Siebert, Jame M. (1 de junio de 1962). "Mediciones de electricidad estática en helicópteros". Centro de información técnica de defensa , a través del Comando de investigación de transporte del ejército, Fort Eustis, Virginia.
  146. ^ Steinpilz, Tobías; Joeris, Kolja; Jungmann, Félix; Lobo, Dietrich; Brendel, Lotario; Teiser, Jens; Shinbrot, Troya; Sierpe, Gerhard (2020). "La carga eléctrica supera la barrera del rebote en la formación de planetas". Física de la Naturaleza . 16 (2): 225–229. Código Bib : 2020NatPh..16..225S. doi :10.1038/s41567-019-0728-9. ISSN  1745-2473. S2CID  256713457.
  147. ^ Zheng, Wayne (ed.). «Norma nacional de la República Popular China». www.chinesestandard.net . Consultado el 17 de julio de 2023 .
  148. ^ Shiga, David (27 de octubre de 2009). «La preocupación por la electricidad estática detiene el vuelo de prueba de un cohete de la NASA». New Scientist . Consultado el 12 de julio de 2023 .
  149. ^ Cheng, Ting Hai; Shao, Jiajia; Wang, Zhonglin (2023). "Nanogeneradores triboeléctricos". Imprimaciones de métodos de reseñas de la naturaleza . 3 (1). doi :10.1038/s43586-023-00220-3. ISSN  2662-8449. S2CID  258745825.
  150. ^ Molex (29 de agosto de 2014). "Ruido triboeléctrico en cables y alambres médicos".
  151. ^ Donovan, John E. (1970). "Generación de ruido triboeléctrico en algunos cables comúnmente utilizados con transductores electroacústicos submarinos". Revista de la Sociedad Americana de Acústica . 48 (3B): 714–724. Bibcode :1970ASAJ...48..714D. doi :10.1121/1.1912194. ISSN  0001-4966.
  152. ^ Ralph, Vartabedian (29 de julio de 1994). "The Goods: Shocking News About Seats, Tires" (Lo bueno: noticias impactantes sobre asientos y neumáticos). Los Angeles Times . Consultado el 12 de julio de 2023 .
  153. ^ "Tira antiestática de Halfords | Halfords UK" www.halfords.com . Consultado el 5 de septiembre de 2023 .

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