In laboratorio, un campo elettrico regola la statica sulle plastiche

La maggior parte delle persone ha staccato grumi da uno shaker per proteine, o inseguito un grumo che galleggia in una tazza di latte al cioccolato. L'elettricità statica è uno dei probabili colpevoli. Un team della RMIT University e della Riga Technical University in Lettonia ha ora dimostrato in laboratorio che la statica lasciata su una superficie può essere controllata. Lo studio, pubblicato su Nature Communications, ha rilevato che applicare un campo elettrico mentre due superfici si toccano e poi si separano determina quanta carica resta, se tale carica è positiva o negativa, oppure se viene eliminata del tutto.

La statica è di solito un problema che le fabbriche combattono. L'industria ricorre spesso a costosi additivi conduttivi, come soluzione valida per tutti i casi, e il costo delle scariche statiche supera da solo i 5 miliardi di dollari USA nel settore elettronico. L'approccio del team funziona in modo diverso: regola la carica invece di sopprimerla ovunque. Negli esperimenti, film di polistirene, una plastica, sono stati premuti insieme e separati 500 volte mentre venivano applicati campi esterni. Campi più intensi lasciavano più carica, e invertire il campo invertiva la carica. Lo stesso comportamento è comparso in tutte le plastiche testate.

Il lavoro tocca anche una vecchia questione: che cosa fa sì che la carica si separi quando due materiali si toccano e si staccano? Le simulazioni al computer hanno mostrato che i campi applicati dal team avevano un'intensità simile a quella generata naturalmente quando superfici plastiche ruvide si premono l'una contro l'altra. Ciò sostiene l'idea che minuscoli campi elettrici interni contribuiscano a guidare la separazione della carica nell'elettricità statica quotidiana.

Gli autori indicano tra le possibili applicazioni le superfici antistatiche per la produzione e la lavorazione elettronica, il controllo dei punti in cui particelle cariche o plastiche aderiscono, sensori più intelligenti e filtri d'aria e di gas intelligenti. In un esempio, un nastro trasportatore che seleziona semi potrebbe avere il proprio campo elettrico regolato per ciascuna specie, in modo che nessun seme riceva una scossa. Il team prevede di testare l'approccio su polveri reali e di studiare superfici programmabili su scale molto più piccole. La sua attuale domanda di finanziamento, presentata con partner industriali, riguarda i carburanti: rimuovere gli additivi antistatici regolando le superfici con cui vengono a contatto potrebbe rendere il carburante più efficiente dal punto di vista energetico. Il team non ha annunciato alcuna tempistica per nessuno di questi usi. Sherrell afferma che il passo successivo è capire quanto intenso debba essere il campo, per quanto tempo applicarlo a ciascuna polvere e in quale fase del processo funzioni meglio.

I limiti sono chiari. Le polveri alimentari, come le proteine, gli additivi per bevande al malto e il caffè, non sono state testate; il team ha usato plastiche e afferma che i suoi risultati indicano come l'approccio potrebbe applicarsi agli alimenti. La carica è stata impostata applicando un campo durante il contatto e misurata successivamente. Non è stato dimostrato il cambio della carica in tempo reale, come richiederebbe un nastro trasportatore. Le simulazioni usano un modello semplificato, e l'approccio non è stato testato su attrezzature industriali.