衝撃的な発見と言えるかもしれません。 プラスチックやゴムの表面にビタミンEなどの抗酸化物質を塗ると、静電気がポリマーの表面に蓄積するのを防ぐことができると、化学者が本日報告しました。
子供たちは、静電気を利用して遊ぶことができます。風船を髪の毛にこすりつけると、移動した荷電粒子が引き合うために、ゴムと髪の毛がくっつきます。
イリノイ州エバンストンにあるノースウェスタン大学の物理化学者であるバートシュ・グリジボフスキ氏は、静電気の謎について次のように説明しています。帯電した粒子は、絶縁体の表面に着地すると互いに反発し合い、物質全体に均一に広がって空気中に漏れ出すはずですが、実際には安定した長寿命の塊を形成します。
ビタミン治療
Grzybowski氏のチームは、この謎を解明したとScience誌に報告しています。 研究者たちは、荷電粒子がポリマーの表面に着地するときに生じる電気および磁気のパターンを顕微鏡で観察しました。 その結果、荷電粒子は、ラジカル（表面で化学結合が切断されたときに形成される、予備の非結合電子をもつ反応性分子）によって安定化されていることがわかった。 ラジカルは、電荷の負担の一部を分担している。ラジカルがいなければ、荷電粒子はこれほどまでに固く結びつくことはできないだろう。 そこで研究チームは、ラジカルと化学的に反応してラジカルを取り除く表面コーティングを施すことにした。 このようなコーティングには、安価で毒性のない抗酸化物質として、ビタミンEなどが考えられる。
研究チームは、ラジカル捕捉剤の溶液を使って、ポリスチレンのビーズなどの一般的なポリマーをコーティングすることで、その効果を証明しました。 案の定、振って静電気を発生させた後、コーティングされたビーズは数分で静電気を除去しました。 さらに、この帯電防止膜を使ってトランジスタ部品を保護したところ、イオン銃で荷電粒子を発射しても損傷を受けないことがわかった。 “
ネイチャー誌の取材に応じた他の研究者も、この研究をエキサイティングなものだと評価しています。 ローリーにあるノースカロライナ州立大学でナノエレクトロニクスを研究しているマイケル・ディッキーは、「真の進歩は、静電気の根本原因を解明したことです。 “
静電気の影響への対処は、「産業界の非常に大きな問題」だと、ミネソタ州セントポールにある3M社の研究者、フレッド・ロスカ氏は言います。 例えば、半導体製造時にポリマーに蓄積される静電気を中和する荷電粒子を供給する方法を見つけるだけでも、10億ドル規模の市場になるという。
しかし、これらの解決策は、プラスチックの導電性を高めるなどのトレードオフがあり、静電気の蓄積の根本的な原因には対処していないと、グルジボフスキは言います。 しかし、それらの解決策は、プラスチックの導電性を高めるなどのトレードオフがあり、静電気の蓄積という根本的な原因を解決するものではない。
この記事は『Nature』誌の許可を得て掲載しています。
この記事は、Nature誌の許可を得て掲載しています。