炎炎夏日，你會懷念冬季的它嗎？

編者按：天氣這麼熱，我好懷念冬天。今天貼心的小編就給大家找一篇文章，讓大家在吹著空調吃西瓜之餘，重溫去年冬天被靜電傷害的日子（真是殘忍）。也許想到冬天的靜電，你就會覺得夏天比較好，瞬間不覺得熱了呢？

作者：Sebastian Deffner

翻譯：山寺小沙彌

審校：Alex Yuan

靜電是我們日常生活經常會遇到的物理現象，它無處不在，有時候它很明顯而且很有趣，比如它會讓人「怒髮衝冠」；有時候它很有用卻又很隱蔽，如手機中的電子元器件就離不開它。乾燥的冬季是靜電「高發」季節，此時的靜電很令人討厭——當你觸碰門把手或者從烘乾機中拿出烘乾好的衣服時，你經常會被電到，有時候你還能看到微小的火花（夜裡脫毛衣效果更佳）。

靜電使人「怒髮衝冠」

靜電是人們觀察和描述的最古老的科學現象之一，最早的記載可以追溯到古希臘米利都的哲學家泰勒斯生活的時期。在他的著作中提到：「如果把琥珀磨得足夠硬，那麼細小的塵埃顆粒就會粘在琥珀上。」300年後，泰奧弗拉斯托斯用泰勒斯的方法，對多種石頭進行了打磨，同樣觀察到這些石頭存在著吸引力。但是這些自然哲學家們並沒有對他們觀察到的現象給出一個令人滿意的解釋。

直到兩千多年後，英語單詞中「electricity」的出現（基於拉丁文中的「electricus」，意思是「像琥珀一樣」），才標誌著人們對於靜電現象有了一定的了解。本傑明·富蘭克林進行了一些著名的實驗，他試圖了解電的原理和機制。人們很快就意識到了電的潛在用途。

當然，在18世紀，人們大多利用靜電進行魔術展示和其他表演，如斯蒂芬·格雷深受大家喜歡的魔術「飛行男孩實驗」：用絲繩將男孩懸掛起來，通過萊頓瓶對這位男孩進行「充電」，然後向大家展示，這位男孩如何利用靜電翻書或舉起小物體。

魔術「飛行男孩實驗」

基於富蘭克林的看法——他認為電荷有正負之分，並且電荷是守恆的——我們現在已經可以從原子層面解釋為什麼會發生靜電吸引，為什麼靜電可以產生電火花，同時我們也能「迫使」這個討厭的傢伙為我們的現代技術做出貢獻。

這些微小的火花是什麼？

靜電的產生可以歸結與電荷之間的相互作用力。從在原子尺度上講，電子攜帶負電荷。大多數的電子都堆積在物質中，不管它是堅硬的、無生命的石頭，抑或是你身體中柔軟的生物組織。但是，電子也存在於材料的表面。不同的材料，對其表面的電子具有不同的束縛力，如果兩個不同的材料相互摩擦，那麼束縛力較弱的材料表面的電子就會轉移到束縛力較強的材料上。

這種電子的轉移，就會產生我們經常會在靜電現象中看到的電火花。現實生活中有許多和靜電相關的例子，如小孩子滑滑梯，腳在地毯上摩擦，脫下羊毛手套和別人握手等。

但是，我們注意到，靜電現象頻發於冬季乾燥的月份，此時的空氣濕度非常低。乾燥的空氣可以視為絕緣體，而潮濕的空氣可以充當導體。在乾燥的空氣中，電子被束縛在材料的表面，具有較強的束縛力，和空氣潮濕時的狀況截然不同，由於此時的空氣是絕緣體，因此電子無法找到合適的迴路再次迴流到表面，也無法再次使電荷均勻分布。

當一個負電荷過剩的物體靠近一個擁有較少負電荷的物體時，就會產生靜電火花，而那些過剩的電子就會發生「跳躍」。電荷會積累，而積累的電荷在你接觸到另一個物體時就會釋放，如當你走過羊毛毯之後，觸碰門把手。

觸碰門把手，小心被電到哦

當電子無處可去時，它們會堆積在材料表面，直到臨界值之後以極小的閃電的方式放電。給電子一個去處，如你伸開的手指，你就會感受到電擊。

微小火花的力量

雖然靜電很煩人，但是通常情況下，靜電的電荷量很少，而且對人體沒有很大的傷害。靜電的電壓可達典型的電源插座電壓的100倍，然而我們不必擔心這樣的高電壓，因為電壓只是衡量不同物體間的電荷差。真正危險的其實是電流，它代表著單位時間內電子流動的數目。通常情況下，在靜電現象中，只有少量的電荷發生轉移，因此它對人體是沒有傷害的。

但是，這些小小的火花對一些敏感的電子元器件來說卻是毀滅性的，如組成電腦硬體的元器件。少量電荷組成的電流就足以擊穿這些元器件，這也是電子行業的從業者必須保持「接地」的原因。接地意味著與地面與人體通過導體連接，電子就會通過人體和導線流進大地。通過觸摸金屬部件或者手握鑰匙，就可以輕鬆讓自己「接地」。金屬是非常好的導體，所以電子非常樂意跑到那裡去。

更嚴重的威脅是在可燃氣體附近放電。這也是為什麼在加油站給汽車加油之前，需要先使自己「接地」放電的原因，你肯定不希望「星星之火」燃盡整個加油站。你可以用廣泛應用於電子行業中的防靜電手環，將它戴在手上，與地接通，就可以防止靜電對敏感元器件的傷害，起到保護作用。

防靜電手環

在日常生活中，減少靜電產生的最好方法，就是用加濕器提高空氣濕度。此外，使用潤膚霜保持皮膚濕潤也能有效減少電荷堆積。洗衣服的時候，可以適當放入一些柔順劑，，柔順劑會減少纖維織物之間的摩擦，減少纖維表層電阻，防止電荷聚集，達到防止靜電的效果。同理，你也可以在毛毯上塗上一些柔順劑。還有一點，如果你經常因為靜電而煩惱，不妨褪去身上的羊毛衣和膠鞋，換上棉質衣服和皮鞋。

靜電的利用

雖然靜電會給我們帶來麻煩，並具有一定的危害，但在很多時候，靜電也有它的好處。

生活中的一些設備離不開靜電的幫助。例如，在印表機和複印機中，通過靜電吸引，噴墨顆粒跳到紙上。空氣清新劑不僅能使房間充滿香氣，而且它還能通過靜電吸附空氣中難聞氣味的氣體分子，從而掩蓋臭味。

煙囪中的帶電板

同樣的，現在很多工廠在煙囪中放置帶電板，這樣能減少污染。當煙霧顆粒向上飄動時，由於電板上有電荷積累，因此可以吸引細小的粉塵。最後，將這些顆粒加以處理，就能減少很多污染物。

靜電也在納米技術中得到了應用，例如，用激光束來提取單個原子，這些原子在不同的計算應用中可以發揮不同的作用。靜電在納米技術的另一重要應用是控制納米球，通過靜電，可以使其處於膨脹或者摺疊狀態。有朝一日，這些「分子機器」可以向身體內的特定組織提供藥物治療。

通過靜電可控制納米材料處於膨脹或摺疊狀態

靜電現象已經發現了兩千多年了，它是一種神奇的現象，雖然它有時候很令人討厭，但是它對我們的日常生活是十分重要的。

原文鏈接：

https://theconversation.com/static-electricitys-tiny-sparks-70637