以纳米尺度分辨率探测聚合物表面的静放电
应用物理
2018-06-14 v1
摘要
摩擦起电强烈影响材料的操作周期与处理过程，并可通过摩擦纳米发电机装置用于收集机械能。尽管摩擦电效应无处不在，围绕相关现象的诸多机制仍有待理解。持续的进展将依赖于开发快速可靠的方法来探测静电荷的积累与动力学。在此，我们展示了具有纳米尺度分辨率的摩擦起电的原位量化方法，其适用于广泛的介电体系。我们将该方法应用于区分工业级聚合物中强带电与弱带电的组分。该方法凸显了与预带电表面接触形成时的静电放电复杂现象，并直接揭示了表面静电电荷的迁移性。对商用聚对苯二甲酸乙二醇酯样品的系统表征揭示了具有最佳抗静电性能的组分，并给出高达 5x10-5 C/m2 的特征电荷密度估计。大规模分子动力学模拟用于解析原子尺度的结构与动力学细节，揭示了含氧基团在空气-界面附近的富集，而静电电荷很可能在此处积累。
引用
@article{arxiv.1806.05169,
title = {Probing static discharge of polymer surfaces with nanoscale resolution},
author = {Nikolay Borodinov and Anton V. Ievlev and Jan-Michael Carrillo and Andrea Calamari and Marc Mamak and John Mulcahy and Bobby G. Sumpter and Olga S. Ovchinnikova and Petro Maksymovych},
journal= {arXiv preprint arXiv:1806.05169},
year = {2018}
}