トライボエレクトリック効果について
トライボエレクトリック効果とは、ある材料が別の材料と接触してから離れた後に電気的に帯電する、接触帯電の一種です。私たちが日常で遭遇する静電気のほとんどは、このトライボエレクトリック効果によるものです。固体物体が摩擦によって帯電することは、一方の物体から別の物体への電子の移動によって説明できます。異なる二つの材料、例えば琥珀と毛皮、ガラスと絹をこすり合わせることで、簡単にこの現象を生じさせることができます。二つの材料の摩擦は、これらの材料の頻繁な接触と分離によって効果を大幅に増加させます。乾燥した日には、空気中の水分子が少ないため、静電気がより目立ちます。
トライボエレクトリック効果のメカニズム
摩擦について話すときでも、両方の材料が接触して電子を移動させるだけで十分です。接触後、二つの表面の一部で化学結合が形成され、電子が一方の物体から別の物体に移動して、電気化学ポテンシャルを均衡させます。これにより、二つの物体間に全体的な電荷の不均衡が生じます。分離時、一部の結合原子は余分な電子を保持しようとし、他の原子は電子を取り除こうとしますが、不均衡は部分的にしか解消されません。トライボエレクトリック効果は現在、異なる分子からなる二つの材料が異なる分子間の引力のためにくっつく傾向がある接着現象と関連していると考えられています。少なくとも一方の表面は電気抵抗が高い（したがって電気絶縁体である）必要があります。二つの材料の摩擦は、これらの材料の頻繁な接触と分離によって効果を大幅に増加させます。
静電気放電（ESD）
静電気放電（ESD）とは、異なる電位を持つ二つの物体間の突然かつ短期的な電流です。電場強度が約4〜30kV/cm（空気の誘電体強度）を超えると、火花が引き起こされます。自然界での静電放電の例としては雷があります。また、髪を櫛でとかすときや、合成繊維のシャツを乾燥機から取り出すときに静電気を経験したことがあるでしょう。そして、車の座席を滑り降りた後やナイロンカーペットの上を歩いた後に金属のドアノブに触れたときにショックを感じたことがあるかもしれません。静電放電は、特に集積回路などの電子部品にとって深刻な問題です。非常に短い瞬間であっても、異なる電気的ポテンシャルを持つ別の物体に触れるだけで回路が破壊される可能性があります。
よくある質問
摩擦した材料がなぜ帯電するのか？
異なる二つの材料をこすることで、簡単にこの現象を生じさせることができます。二つの材料の摩擦は、これらの材料の頻繁な接触と分離によって効果を大幅に増加させます。
静電気の原因は何か？
日常で遭遇する静電気のほとんどは、トライボエレクトリック効果によるものです。異なる二つの材料をこすることで、簡単にこの現象を生じさせることができます。
静電気についての3つの重要な事実は何か？
静電気は、さまざまな体や物体の表面に電荷が蓄積し、それらが互いに接触した際に交換される現象に対して非公式に使用される用語です。日常で遭遇する静電気のほとんどは、トライボエレクトリック効果によるものです。二つの材料の摩擦は、これらの材料の頻繁な接触と分離によって効果を大幅に増加させます。
