[알.쓸.신.환] 정전기 발생 원리, 드디어 밝혀졌다

알아두면 쓸모 있고 신기한 환경상식 64
美 연구팀 “나노 크기 표면 돌기가 구부러지면서 발생”

  • 기사입력 2019.09.18 09:35
  • 기자명 임영빈 기자
(사진출처=과학기술정보통신부 공식 블로그 갈무리)
(사진출처=과학기술정보통신부 공식 블로그 갈무리)

가을·겨울은 봄·여름에 비해 상대적으로 습도가 낮은 계절입니다. 또 기온도 낮아지다 보니 옷차림이 두꺼워지는데요. 이때 스웨터처럼 두꺼운 옷을 갈아입을 때 혹 ‘찌릿’한 느낌을 받으신 적이 다들 한 번 쯤은 있으실 겁니다.

바로 정전기 때문입니다. 초등학교 과학 시간에 정전기에 대해 배울 때 머리에 풍선을 비벼대면 머리카락이 돋는 실험은 다들 해보셨죠? 이처럼 정전기는 우리가 일상생활에서 수시로 경험하지만, 오랫동안 왜 정전기가 발생하는지는 수수께끼로 남아 있었습니다.

그런데 최근 이 정전기가 어떠한 원리로 인해 발생하는지 원리가 규명됐습니다.

미국 노스웨스턴 대학(Northwestern University)’ 연구팀은 두 물체를 문지를 때, 각각의 표면에 있는 아주 작은 나노 사이즈의 돌기가 구부러지면서 정전기가 발생한다는 것을 보여주는 새로운 모델을 개발했다는 내용의 논문을 지난 12일 ‘피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters)’ 저널에 발표했습니다.

인류 역사에서 처음으로 기록된 것은 기원전 600년 전입니다. 그리스의 철학자 탈레스(Thales)가 호박에 털을 문질렀더니, 털에 먼지가 끌리는 것을 알아차렸고 이후 모피뿐만 아니라 모든 절연체에서 정전기 충전을 유발된다는 것이 명백해졌죠.

그런데 이를 과학적 원리로 설명한 경우는 거의 없었습니다. 무려 2600년 동안 말이죠.

미 연구팀은 모든 물질은 수많은 나노 크기의 작은 돌출부가 있는 거친 표면을 가지고 있는데 두 물질이 접촉해 서로 비벼대면 돌기들이 변형되고 이러한 변형은 궁극적으로 정전기 충전을 유발하는 전압을 발생시킨다는 것을 발견했습니다.

연구팀 일원인 노스웨스턴 대학 맥코믹 공과대학의 로렌스 마크스(Laurence Marks) 교수는 “이번 발견은 마찰전기, 변전효과, 마찰이 불가분의 관계에 있음을 시사한다”며 “마찰전기 성능을 활용하면서 새로운 기술을 기능적으로 확장하는데 있어 많은 통찰력을 제공할 것”이라고 전망했답니다.

환경경찰뉴스 임영빈 기자

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