트라이보일렉트릭 효과란?
트라이보일렉트릭 효과는 특정 재료가 다른 재료와 접촉한 뒤 이들이 분리될 때 전기적으로 충전되는 접촉 전기화의 한 유형입니다. 우리가 일상에서 마주치는 대부분의 정전기는 트라이보일렉트릭 효과에 의해 발생합니다. 두 가지 서로 다른 재료를 문지르는 것만으로도 쉽게 발생할 수 있는데, 예를 들어 호박을 모피로 문지르거나 유리를 비단으로 문지를 때 이런 현상이 나타납니다. 두 재료의 마찰로 인해 잦은 접촉과 분리가 발생하면서 효과가 크게 증가합니다. 건조한 날에는 공기 중에 물 분자가 적어 전하가 쉽게 누출되지 않기 때문에 정전기가 더욱 뚜렷하게 느껴집니다.
트라이보일렉트릭 효과에 대하여
고체 재료에서는 핵이 거의 고정된 위치에 머무르는 반면, 일부 전자는 상당히 자유롭게 움직일 수 있습니다. 객체가 중성일 때, 그것은 양성과 음성 전하의 동등한 양을 포함하고 있습니다. 두 다른 재료를 문지르는 것으로 고체 객체의 충전이 설명될 수 있으며, 이는 한 객체에서 다른 객체로 전자가 이동함으로써 발생합니다. 이 경우, 한 재료에서 다른 재료로 전자가 이동하면서 한 객체가 양전하를 띠게 되고(전자를 잃은 쪽) 다른 객체가 음전하를 띠게 됩니다(전자를 얻은 쪽).
트라이보일렉트릭 효과의 메커니즘
마찰에 대해 이야기하고 있지만, 두 재료가 접촉하고 전자를 이동시키기만 해도 충분합니다. 접촉 후 두 표면의 일부 부분 주변에서 화학 결합이 형성되고 한 객체에서 다른 객체로 전하가 이동하여 전기화학적 잠재력을 균형을 맞춥니다. 이로 인해 두 객체 사이에 전반적인 전하 불균형이 생깁니다. 분리될 때, 일부 결합 원자는 추가 전자를 보유하려고 하고 다른 일부는 전자를 제거하려고 하지만, 불균형은 부분적으로만 제거됩니다. 트라이보일렉트릭 효과는 이제 서로 다른 분자로 구성된 두 재료가 서로 다른 분자 간의 인력 때문에 서로 달라붙는 접착 현상과 관련이 있다고 간주됩니다.
정전기 방전
정전기 방전(ESD)은 서로 다른 전기적 잠재력을 가진 두 객체 사이의 갑작스럽고 단기간의 전기적 전류입니다. 전기장 강도가 공기의 유전체 장 강도인 약 4–30 kV/cm을 초과할 때 스파크가 발생합니다. 정전기 방전의 예로는 자연에서 발생하는 번개가 있습니다. 또한, 머리를 빗거나 합성 섬유 셔츠를 건조기에서 꺼낼 때, 혹은 차 시트를 가로질러 이동하거나 나일론 카펫 위를 걸을 때 금속 문 손잡이를 만졌을 때 충격을 느꼈을 것입니다. 정전기 방전은 특히 통합 회로와 같은 전자 부품에서 심각한 문제입니다. 매우 민감한 전자 장비를 다루는 사람을 안전하게 접지시키기 위해 사용되는 정전기 방지 소자로는 정전기 방지 손목 스트랩, ESD 손목 스트랩 또는 접지 팔찌가 있습니다.
