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水滴が表面を滑り、電気を帯びると保護膜の下の金属まで腐食した
植物の葉やプラスチック・ガラスなどの絶縁表面を滑った水滴は小さな電荷を得て、実験ではこの電界が保護コーティングを貫通して下の金属まで腐食させました。電荷を帯びた水滴3000個が薄いテフロンコーティング銅に触れた後、穴状の損傷が生じましたが、電気的に中性の水滴対照群では同じ損傷は見られませんでした。
雨が数回来ると、車や建物がすぐにさびたという意味ではありません。 35マイクロリットルの水滴とナノメートル〜マイクロメートルの厚さの実験用コーティングを繰り返し試験した結果であり、実際の屋外構造物でこの過程が腐食のどの程度を占めるかはまだ測定していません。
水滴はどのように電気を得るのか
水滴が絶縁表面の上を移動すると、接触と分離の過程で電荷が分裂します。今回の実験で、葉、PVCフォームボード、ポリスチレンガラス、撥水処理した石英を4cm滑った水滴は0.2～2ナノクーロンの電荷を得ました。電位は条件によって非常に高くなり得る。
コーティングはどのように損傷しましたか
電荷を帯びた水滴がコーティングされた金属に近づくと、底が円錐のように伸びました。研究者は、強い電界が絶縁コーティングを局所的に破壊し、小さな穴を作ると解釈した。この隙間で水が金属に触れながら下の銅や金表面の腐食が始まりました。
対照実験は何を示したか
35マイクロリットルの弱い塩水滴を12秒間隔で落としました。直接離れて中性の水滴3000個は60ナノメートルテフロンコーティングにはっきりとした損傷を生じませんでした。同じ回数であっても、最初に絶縁表面を滑らせて電荷を得た液滴は、４種類の表面条件の全てにおいて損傷を生じた。
どこまで一般化できますか
研究者は、テフロンとポリスチレンコーティング、酸化シリコン層、銅と金の基板でも同様の現象を確認しました。しかし、実際の自動車塗装、船舶、建築物はコーティングがより厚く、汚染・日光・塩分・摩擦が共に作用します。実験は可能な新しい経路を見つけたものであり、屋外の寿命をすぐに計算した試験ではありません。
次は何を変えることができますか
その後の研究では、水滴の電荷を減らす表面、電気的破壊に強いコーティング、実際の雨水と海水条件をテストする必要があります。文化財・車両・船舶の既存ダメージを再分析すると、この電気経路の痕跡を区別できます。重要なのは、酸性や摩擦に加えて、電荷も保護膜の失敗の原因になる可能性があることです。