A primeira descrição de eletricidade estática remonta a 600 AC. e. e foi feito pelo filósofo grego Tales de Mileto. Isso parece incrível, mas os cientistas só recentemente compreenderam a física do fenômeno, tendo concluído uma série de estudos na área de ocorrência de carga estática. Esta descoberta pode ter implicações críticas em muitas áreas, desde a segurança industrial até à geração de energia para dispositivos eletrónicos vestíveis e conectados.
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Os gatos provaram ser particularmente bons na geração de eletricidade estática. Em primeiro lugar, você quer acariciá-los, o que, na verdade, poderia ter parado por aí. Em segundo lugar, e principalmente, tudo começou com a pele que servia para esfregar o âmbar, como referiu o curioso grego. Portanto, embora os gatos não sejam os principais culpados da eletricidade estática, seu pelo é um condutor ideal, e a descarga atinge na maioria das vezes seus donos e simpatizantes.
Cientistas da Northwestern University, nos subúrbios de Chicago, encerraram o estudo do segredo da ocorrência da eletricidade estática. Eles concluíram uma série de estudos desse fenômeno iniciados em 2019, coletando todos os dados necessários para descrever a física do processo. Há quatro anos, os cientistas perceberam que as deformações em nanoescala da superfície dos objetos em atrito e o processo de deslizamento desempenham um papel fundamental na ocorrência de uma carga estática.
A pesquisa mais recente, realizada em 2024, explorou como a deformação e o deslizamento em nanoescala levam à distribuição e ao acúmulo de carga, o que resulta em um “choque elétrico” perceptível quando, por exemplo, acariciamos um gato. Quanto menor a umidade do ar, maior a probabilidade de descarga. Os cientistas recomendam limpar primeiro o pelo do seu gato com um pano úmido para evitar descarga estática, se você estiver preocupado.
«Pela primeira vez, podemos explicar um mistério que ninguém conseguiu resolver antes: por que o atrito é importante”, explicou o autor principal Laurence Marks, professor de ciência e engenharia de materiais na universidade. — As pessoas tentaram, mas não conseguiram explicar os resultados dos experimentos, fazendo suposições infundadas. Agora podemos justificá-lo, e a resposta é surpreendentemente simples. Diferentes deformações na frente e atrás do objeto deslizante levam à geração de corrente.”
Para confirmar os resultados experimentais, os pesquisadores criaram um modelo que estimava as correntes elétricas causadas pelo atrito. Eles chamaram esse fenômeno de “cisalhamento elástico”. Essencialmente, a carga está relacionada à força e ao atrito aplicados – conforme descrito pela terceira lei de Newton (ação é igual a reação) – e como as cargas são deslocadas durante o processo de deslizamento. Quando materiais com deformações em nanoescala esfregam uns contra os outros, eles criam uma diferença de potencial de carga estática entre as bordas dianteira e traseira dos objetos, levando ao acúmulo de carga e eventual descarga.
Fonte da imagem: Nano Letras, 2024
«A eletricidade estática afeta a vida de maneiras simples e profundas, disse Marks. — Carregar os grãos com eletricidade estática tem um grande impacto na moagem dos grãos de café e no seu sabor. A Terra provavelmente não seria um planeta sem a etapa fundamental de agrupar partículas para formar planetas, o que ocorre devido à eletricidade estática gerada pela colisão de grânulos. É incrível o quanto de nossas vidas e do universo depende da eletricidade estática.”
Na prática, existem várias maneiras de minimizar o choque estático, como escolher roupas feitas de fibras naturais, andar descalço e aumentar a umidade interna. A umidade abaixo de 40% aumenta a condutividade do processo de “cisalhamento elástico”. Se o seu gato lhe der um choque, especialmente no inverno, você pode neutralizar a carga acariciando-o com um pano úmido. No entanto, pode ser melhor se chocar em vez de chocar seu animal de estimação se ele não gostar da toalha molhada. Os pêlos de gato, infelizmente para os proprietários, são uma excelente fonte de carga eletrostática.
«A polarização e as cargas associadas na frente e atrás dos objetos em atrito não são as mesmas, e a diferença entre elas leva ao fluxo de corrente, semelhante a como a diferença na pressão do ar acima e abaixo da asa de um avião cria sustentação”, o explicaram os pesquisadores em um artigo publicado recentemente na revista Nano Letters.