
【電】 contact electrification
contact; contiguity; get in touch with; meet; osculate; osculation; tangency
touch
【醫】 c.; contact; contiguity; hapt-; hapto-; per contiguum; taction; tactus
touch
【化】 electrification
【醫】 charge; electrify
接觸起電(Contact Electrification)是物理學中描述兩種不同物質通過直接接觸發生電荷轉移的現象。該術語在漢英詞典中對應"contact electrification"或"triboelectric effect",特指物體表面接觸時因電子遷移導緻的靜電積累過程。其核心機制遵循電荷守恒定律:當導體A與導體B接觸時,電子會從功函數較低的材料流向較高者,直至接觸面形成等勢狀态。
該現象的解釋需結合量子力學中的表面态理論,美國物理學會《Physical Review Letters》最新研究表明,即使絕對純淨的材料接觸時,表面原子晶格振動也會引發電子雲重分布。中國科學技術大學納米力學實驗室通過原子力顯微鏡觀測到,單次原子級接觸即可産生可測量的電荷轉移。
在工程應用領域,清華大學摩擦學國家重點實驗室證實,接觸起電效應是靜電紡絲技術和摩擦納米發電機(TENG)的核心工作原理,這類技術已成功應用于海洋能收集和可穿戴設備供電。英國《自然》期刊近期刊文指出,該現象的深入研究将推動新一代無源傳感器的開發。
接觸起電是物體帶電的一種方式,指兩個物體接觸後分離時因電荷轉移而帶電的現象。其本質是電子的重新分配,而非電荷的創造,符合電荷守恒定律。以下是詳細解釋:
接觸起電的發生與材料屬性有關:
方式 | 機制 | 示例 |
---|---|---|
接觸起電 | 直接接觸後電荷轉移 | 驗電器接觸帶電體 |
感應起電 | 電場作用下導體内部電荷重分布 | 帶電體靠近未接觸的導體 |
摩擦起電 | 接觸+機械分離加劇電子轉移 | 毛皮摩擦橡膠棒 |
接觸起電廣泛存在于自然和工業中,如雷雨雲帶電、花粉附着等,但其微觀機制(如材料表面狀态、環境因素影響)仍是研究熱點。
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