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当水滴滑过表面并带电时,它们甚至会腐蚀保护膜下的金属。

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滑过植物叶子、塑料或玻璃等绝缘表面的水滴会带有少量电荷,在实验中,该电场会刺穿保护涂层并腐蚀下面的金属。 3,000 个带电水滴落在薄薄的聚四氟乙烯涂层铜上后,会产生孔状损伤,但对照组的电中性水滴并未表现出相同的损伤。

只是几场雨并不意味着您的汽车或建筑物会立即生锈。这是对 35 微升水滴和厚度从纳米到微米的实验涂层进行重复测试的结果,而这一过程对真实室外结构的腐蚀程度尚未测量。

水滴如何获得电力?

当水滴在绝缘表面上移动时,其电荷在接触和分离过程中发生转移。在该实验中,水滴在树叶、PVC 泡沫板、聚苯乙烯玻璃和经过防水处理的石英上滑动 4 厘米,获得了 0.2 至 2 纳库仑的电荷。根据条件的不同,潜力可能非常高。

涂层是如何损坏的?

当带电水滴接近涂层金属时,底部像圆锥一样伸展。研究人员解释说,强电场会局部破坏绝缘涂层并产生小孔。当水通过这个间隙到达金属时,下面的铜或金表面开始腐蚀。

当水滴滑过表面并带电时,它们甚至会腐蚀保护膜下的金属。
这是为说明主题而生成的AI图像,并非真实事件、观测或实验照片。

对照实验显示了什么?

以 12 秒的间隔添加 35 微升淡盐水。 3000个中性水滴直接落在60纳米特氟龙涂层上,并没有造成任何明显的损坏。通过在绝缘表面上滑动相同次数而获得电荷的水滴首先在所有四种表面条件下造成损坏。

你能概括到什么程度?

研究人员在聚四氟乙烯和聚苯乙烯涂层、氧化硅层以及铜和金基材中发现了类似的现象。然而,实际的汽车油漆、船舶和建筑物的涂层较厚,并且会受到污染、阳光、盐分和摩擦的影响。该实验是为了寻找一条可能的新路线,而不是直接计算户外寿命的测试。

下次我能改变什么?

后续研究应该测试减少液滴电荷的表面、抵抗电击穿的涂层以及现实世界的雨水和海水条件。通过重新分析文化资产、车辆和船舶的现有损坏,可以区分出该电气路径的痕迹。关键是发现除了酸和摩擦之外,电荷也会导致屏蔽失效。

原始资料与独立核实

Nature original paper

Max Planck Institute official release

Scientific American independent report