До сих пор все методы борьбы со статическим электричеством сводились к тому, чтобы дать заряду стечь. Теперь ученые предложили совершенно новое решение проблемы.
Проявления статического электричества известны, я полагаю, всем без исключения. Ведь, скажем, молния – это не что иное, как атмосферный искровой разряд между грозовыми облаками – носителями статического электричества. Но и в быту мы то и дело сталкиваемся с явлениями той же природы: волосы электризуются при расчесывании их пластмассовым гребнем; снимая с себя синтетическую одежду, мы слышим потрескивание разрядов, а в темноте увидим и искры; пройдясь по шерстяному ковру и дотронувшись до металлического предмета (холодильника, батареи отопления, дверной ручки и т.п.), мы, скорее всего, почувствуем легкий удар током.
Впрочем, можем и не почувствовать: ведь хотя такие электростатические разряды происходят при напряжении в десятки тысяч вольт, сила протекающего при этом тока ничтожна, чем, собственно, и объясняется их безвредность для человека.
Статическое электричество – бич электронной отрасли
При этом физические явления, так или иначе связанные со статическим электричеством, причиняют гигантские убытки промышленности, говорит Бартош Гжибовски (Bartosz Grzybowski), профессор Северо-Западного университета в Эванстоне, штат Иллинойс: “Накопление на поверхности электронной микросхемы статического электричества может привести к искровому разряду. И нередко этого разряда оказывается достаточно, чтобы привести микросхему в негодность, попросту сжечь ее, а иногда даже вызвать крупный пожар”.
“Мало того, ситуация в электронной отрасли из года в год обостряется, поскольку продолжающаяся миниатюризация требует все более компактных, а значит, и гораздо более чувствительных к таким разрядам схем, – отмечает Гжибовски. – Со сходной проблемой сталкивается и производство полимерных пленок. При сматывании в рулоны такие пленки накапливают статическое электричество, а искровой разряд нередко принимает форму самого настоящего взрыва”.
Свободные радикалы стабилизируют электрический заряд
Как это ни удивительно, многие детали механизма, приводящего к образованию статического электричества, оставались до сих пор практически неизученными. А все методы борьбы с этим явлением сводились к тому, чтобы отвести опасный заряд, дать ему стечь. Скажем, компьютерные микросхемы принято паковать в токопроводящую фольгу. И вот теперь профессор Гжибовски и его коллеги присмотрелись к статическому электричеству более внимательно и обнаружили много интересного и неожиданного. Их статья опубликована в журнале Science.
Ученый поясняет: “В дополнение к электрическому заряду на поверхности двух полимерных изделий, если их, скажем, потереть друг о друга, образуются еще и свободные радикалы. Оказалось, что именно эти химически активные молекулы стабилизируют заряд, не дают ему стечь, в результате чего он накапливается. И тогда у нас родилась идея: бороться не с самим статическим электричеством, а с поддерживающими его радикалами, ведь без них никакого накопления заряда не происходило бы”.
Витаминсодержащее покрытие – надежная защита микросхем
А как бороться со свободными радикалами? На этот вопрос исследователи дали ответ, который на первый взгляд ошеломляет, но при ближайшем рассмотрении представляется, в общем-то, вполне логичным: с помощью витаминов. Ведь в биологии, в том числе и в организме человека, именно витамины давно известны как высокоэффективные антиоксиданты.
Поэтому профессор Гжибовски решил бороться со статическим электричеством путем нанесения на соответствующие изделия витаминсодержащего покрытия: “Оно буквально пожирает радикалы, – говорит исследователь. – В результате статические заряды теряют способность накапливаться. Мы испытали это на двух электронных микросхемах: на одну нанесли защитное полимерное покрытие без витамина, на другую – такое же покрытие с витамином Е, а затем обе микросхемы статически зарядили. Чип с покрытием без витамина сгорел, чип с витаминсодержащим покрытием остался цел и невредим”.
Простое решение старой проблемы
Ясно, что новая технология защиты от статического электричества заинтересует, прежде всего, производителей микросхем, компьютеров, бытовой электроники, а также изделий из полимеров. Но этим перечень потенциальных потребителей витаминсодержащего покрытия не ограничивается, говорит ученый: “Мы даже уже беседовали с людьми из косметической отрасли. Речь шла о производстве на основе нашей технологии такого спрея для волос, который препятствовал бы образованию статического заряда при их расчесывании”.
Стоит ли удивляться тому, что профессор Гжибовский поспешил запатентовать свое открытие, которое сулит изрядные доходы. Возникает вопрос: что предстоит еще сделать для успешного вывода новой технологии на рынок? “Ничего, все уже готово, – говорит ученый. – Внедрить молекулы витамина в полимерный материал – дело несложное, тут никаких трудностей не возникнет. Похоже, нам действительно посчастливилось найти очень простое и эффективное решение очень старой проблемы”.
