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摩擦電気効果（摩擦電気、摩擦帯電、摩擦帯電化、摩擦充電とも呼ばれる）は、2 つの物体が接触または滑ったときに、物体間で電荷が移動する現象です。この現象は、カーペットの上の靴底など、異なる材質間で発生することもあれば、同じ材質の 2 枚の間で発生することもあります。この現象はいたるところで発生し、あらゆる固体材料で電荷移動（摩擦充電）の量が異なります。固体、液体、気体の組み合わせの間で摩擦充電が発生する可能性があるという証拠があります。たとえば、固体チューブ内を流れる液体や空中を飛行する航空機などです。
多くの場合、静電気は、電荷が物体の一方または両方に留まり、伝導されない場合の摩擦電気効果の結果です。摩擦電気という用語は、摩擦電気効果の研究分野または一般的な現象を指すために使用されてきました。 [1] [2] [3] [4]またはそれによって生じる静電気を指します。[5] [6]滑りがない場合、摩擦帯電は接触帯電と呼ばれることもあり、発生した静電気は接触電気と呼ばれることもあります。これらの用語はしばしば互換的に使用され、混同されることがあります。
摩擦電気電荷は、医薬品粉末の包装などの産業において重要な役割を果たしており、[3] [7] 、砂嵐[8]や惑星形成[9]などの多くのプロセスでも重要な役割を果たしています。摩擦電気電荷は摩擦や接着を増加させることもあります。摩擦電気効果の多くの側面が現在では理解され、広範囲に文書化されていますが、その根底にある詳細については現在の文献では依然として大きな意見の相違が残っています。
歴史
摩擦電気の歴史的発展は、静電気や電子そのものに関する研究と絡み合っている。摩擦電気と静電気に関する実験は、電子が発見される前から行われていた。ēlektron (ἤλεκτρον) という名前はギリシャ語で琥珀を意味し、[10] [11]これは紀元前585年頃のミレトスのタレスによる静電気の充電の記録と関連しており、 [12]さらに早い時期に他の研究者も記録していた可能性がある。[12] [13]接頭辞tribo- (ギリシャ語で「こする」) は、トライボロジーにおける滑り、摩擦、および関連プロセスを指す。[14]
紀元前8世紀から紀元前3世紀にかけて、琥珀をこすることによる静電気による物質の吸引力と磁性物質の吸引力は類似または同一であると考えられていました。[11]この現象はヨーロッパだけでなく、中国などの国外でも知られていたという証拠があります。[11]シリアの女性は織物に琥珀の渦巻きを使用し、摩擦電気特性を利用していたと大プリニウスは述べています。[11] [15]
この効果は中世の記録にも記されている。12世紀のギリシャの学者で作家でもあったテッサロニキの大司教エウスタティウスは、ゴート族の王ウォリヴェルが体から火花を出すことができたと記録している。また、哲学者が服を着ているときに服から火花を出すことができたとも述べている。これは、 1759年の哲学論文集に掲載されているロバート・シマーの絹のストッキング実験の報告と似ている。[16]
一般的に、最初の主要な科学的分析は、1600年にウィリアム・ギルバートが出版した『磁石論』であるとされています[13]。[16] [18]彼は、琥珀以外にも硫黄、蝋、ガラスなど多くの物質が擦れると静電気を発生できること、また湿気によって帯電が妨げられることを発見しました。トーマス・ブラウン卿などの他の人々は、少し遅れて、物質の面でも、また『Pseudodoxia Epidemica』で初めて電気 という言葉を使用したことでも、重要な貢献をしました。[19]彼は、金属は摩擦帯電を示さないことを指摘しましたが、これはおそらく電荷が伝導されるためでしょう。重要なステップは、1663年頃にオットー・フォン・ゲーリケが摩擦電荷発生を自動化できる機械を発明したことで、摩擦電荷をはるかに容易に発生できるようになり、他の静電発生装置もそれに続きました。[16]例えば、図に示されているのは、フランシス・ホークスビー・ザ・ヤンガーが製作した静電発生装置です。もう一つの重要な発展は、1730年代にCFデュフェイが電荷には2種類あることを指摘し、それをガラス質と樹脂質と名付けたことです。[21] [22]これらの名前は、デュフェイの実験で使用されたガラス（ガラス質）棒と瀝青炭、琥珀、または封蝋（樹脂質）に対応していました。[23] : I:44 これらの名前は19世紀を通じて使用されました。電気の種類に正と負という用語を使用するようになったのは、1747年頃のベンジャミン・フランクリンの独立した研究からで、彼は電気を電気流体の過剰または不足に起因するものとしました。[23] : 43–48
ほぼ同じ時期に、ヨハン・カール・ヴィルケは1757年の博士論文で摩擦電気系列を発表しました。[24] [25]この論文では、材料が他の材料に触れたり滑ったりしたときに電荷が分離する極性の順にリストされていました。系列の下部にある材料は、系列の上部近くの材料に触れると、より負の電荷を帯びます。
摩擦電気に関する最初の体系的な分析は、 1834年のジャン・クロード・ウジェーヌ・ペクレの研究だと考えられています。 [26]彼は、材料、圧力、表面の摩擦など、さまざまな条件での摩擦電気の充電を研究しました。その後しばらくして、1909年にオーウェン[27]、1915年にジョーンズ[28]がさらに定量的な研究を行いました。最も広範囲にわたる初期の実験分析は、1914年から1930年にかけてショー教授のグループによって行われ、実験的知識の基礎の多くを築きました。一連の論文で、彼は以下のことを行いました。摩擦電気系列の欠陥のいくつかに最初に言及し、熱が摩擦充電に大きな影響を与えることを示しました。[29]さまざまな材料が摩擦電気系列のどこに位置するかを詳細に分析し、同時に異常を指摘しました。[1]はガラスと固体要素[30]および固体要素と繊維を別々に分析し、[31]摩擦帯電と摩擦の両方を注意深く測定し、空気で吹き付けられた粒子による帯電を分析し、[32]表面の歪みと緩和がさまざまな材料で重要な役割を果たしていることを実証し、[33] [34]シリカによるさまざまな要素の摩擦帯電を調べました。[35]
この研究の多くは、固体の状態における位置によるエネルギーレベルの変化やバンドベンディングの理解に先立つものである。[36] 1950年代初頭、Vick [37]などの著者らの研究において、量子トンネル効果などの概念やショットキー障壁効果などの挙動とともにこれらが考慮され、 Frank Philip BowdenとDavid Taborの研究に基づく接触のアスペリティなどのモデルも取り入れられた。[38]
基本的な特徴
摩擦帯電は、2 つの材料が接触してから離れる、または互いに滑り合うときに発生します。一例として、プラスチック製のペンを、綿、ウール、ポリエステル、または現代の衣類に使用されている混紡生地で作られたシャツの袖にこすりつけることが挙げられます。[39]帯電したペンは、1 平方センチメートル未満の紙片を引き寄せて拾い上げ、同様に帯電したペンを反発します。この反発は、両方のペンを糸に吊るして互いに近づけることで検出できます。このような実験から、一方が他方の負の電荷であり、符号を考慮した単純な合計が総電荷を与える、2 種類の電荷の理論が生まれました。帯電したプラスチック製ペンが中性の帯電していない紙片 (例) に静電的に引き寄せられるのは、誘導双極子によるものです[36] :論文の 第 27 章 。
摩擦電気効果は、多くの詳細が制御されていないことが多いため、予測できない場合があります。[40]単純な説明がない現象は、長年知られていました。たとえば、1910 年にジェイムソンは、セルロース片の場合、摩擦中に凹状に曲がるか凸状に曲がるかによって電荷の符号が変わることを観察しました。[41]曲率に関する同じ動作は、1917 年にショーによって報告されました。[1]ショーは、異なる材料での曲率の影響により、材料がより正または負になることに気づきました。1920 年にリチャーズは、衝突する粒子については、材料だけでなく、速度と質量が役割を果たすことを指摘しました。[42] 1926 年にショーは、2 つの同一材料片の場合、「ゴム」から「摩擦された」への電荷移動の符号が時間とともに変化する可能性があることを指摘しました。[43]
他にも、簡単には説明できない最近の実験結果があります。たとえば、 BurgoとErdemirの研究[44]では、先端が基板に押し込まれているときと引き抜かれているときでは電荷移動の符号が反転することが示されています。Leeら[45]やForward、Lacks、Sankaran [46]らによる詳細な研究では、サイズは異なるが同じ組成のジルコニア粒子の衝突中に電荷移動を測定し、一方のサイズは正に帯電し、もう一方のサイズは負に帯電しました。また、スライディング[46]やケルビンプローブフォース顕微鏡[47]を使用した、名目上同一の材料間での不均一な電荷変化の観察もあります。
摩擦帯電がどのように、なぜ起こるのかという詳細は、2023年現在では科学的に確立されていません。1つの要素は、2つの材料間の仕事関数（電子親和力とも呼ばれる）の差です。 [48]これは、例えばハーパーが分析したように、電荷移動につながる可能性があります。[49] [50]少なくとも1953年以来知られているように、[37] [51] [52] [53]接触電位はプロセスの一部ですが、最後の2つの段落で述べたような多くの結果を説明できません。[41] [43] [44] [47]多くの研究は、仕事関数の差（ボルタ電位）が完全な説明であるという問題を指摘しています。 [54] [55] [56] [4]また、なぜ滑りが重要なのかという疑問もあります。接触が起こっている表面には多くのナノスケールの凹凸があり、 [38]これは摩擦帯電に対する多くのアプローチで考慮されてきました。[49] ボルタとヘルムホルツは、滑りの役割は1秒あたりの接触を増やすことだと示唆した。[50]現代的な言葉で言えば、電子は原子よりも何倍も速く移動するため、原子が動くとき電子は常に平衡状態にあるという考え方である（ボルン・オッペンハイマー近似）。この近似では、滑り中の各凹凸接触は静止接触に相当し、滑り速度と電子運動の間に直接的な結合はない。[57]ボルン・オッペンハイマー近似を超えた別の見方では、滑りは量子力学的ポンプとして機能し、電子をある材料から別の材料に移動するように励起することができる。[58]別の示唆は、滑り中の局所加熱が重要であるというものであり、[59]これは1941年にフレンケルによって初めて示唆された考えである。 [60]他の論文では、ナノスケールでの局所的な曲がりが電圧を生成し、それがフレクソエレクトリック効果による電荷移動を促進すると考えられている。[ 61 [63] [64]最近では、完全な固体状態の説明を含める試みがなされている。[65] [66] [67] [58]
説明とメカニズム
19世紀末頃から始まった初期の研究[27] [28] [29]から、摩擦電気を経験的に引き起こす原因について、膨大な情報が得られています。摩擦電気に関する実験データは豊富にありますが、その原因[68] [69]、あるいはおそらく原因そのものについて、まだ完全な科学的コンセンサスは得られていません。いくつかの側面は確立されており、全体像の一部となるでしょう。
- 2つの材料間の仕事関数の違い。[49]
- 局所的な曲率、歪み、粗さ。[41] [1] [70]
- 滑りの際に使われる力、粒子が衝突するときの速度、そしてサイズ。[3] [56]
- 物質の電子構造と、接触する2つの物質の結晶学的配向。[37]
- 表面や界面の状態、湿度などの環境要因など。[37] [49]
摩擦電気シリーズ
摩擦電気に対する経験的アプローチは摩擦電気系列である。これは、リスト上の他の材料と比較して電荷を発生する方法によって順序付けられた材料のリストである。ヨハン・カール・ウィルケは1757年の論文で最初のリストを発表した。[24] [25]この系列は、ショー[1]とヘニカー[71]によって天然および合成ポリマーを含むように拡張され、表面および環境条件に応じて順序が変更された。リストは、いくつかの材料の順序に関して多少異なる。[1] [71]
材料の摩擦電荷密度の測定に基づく別の摩擦電荷系列が、 Zhong Lin Wangのグループによって提案されました。試験された材料の摩擦電荷密度は、温度、圧力、湿度が一定で明確に定義された条件下でグローブボックス内の液体水銀に対して測定されました。 [72] [73]
このアプローチは単純すぎて信頼性に欠けることが知られている。[37] [49] [74]三角形が存在するケースは多く、材料AをBに擦り付けると正になり、BをCに擦り付けると正になり、CをAに擦り付けると正になるという問題は、1914年にショーによって言及された。 [29]これは線形級数では説明できず、周期級数は経験的な摩擦電気級数と矛盾する。[75]さらに、同じ材料の2つの部分が接触すると充電が発生するケースも少なくない。[76] [77] [47]これは、局所的な曲げ（フレキソ電気）による電界の結果としてモデル化されている。[61] [62] [78]
仕事関数の違い
すべての物質には、正の原子核による正の静電ポテンシャルがあり、電子の海とも言える負の静電ポテンシャルによって部分的にバランスが取れています。[36]平均電位は正で、平均内部ポテンシャル(MIP) と呼ばれます。異なる物質は、原子の種類と原子間の距離に応じて異なる MIP を持ちます。表面では、電子は真空中に少し漏れ出しますが、これはKohnと Liang によって詳細に分析されています。[36] [79]これにより、表面に双極子が形成されます。双極子と MIP を組み合わせると、電子が物質から離れるためのポテンシャル障壁が形成され、これを仕事関数と呼びます。[36]
摩擦電気系列の合理化は、異なるメンバーが異なる仕事関数を持っているため、電子は仕事関数の小さい材料から仕事関数の大きい材料に移動できるというものである。[37] 2つの材料間の電位差はボルタ電位と呼ばれ、接触電位とも呼ばれる。実験により、金属やその他の材料にとってこれが重要であることが検証されている。[48] しかし、表面双極子は固体の表面によって異なるため[36] [79]接触電位は普遍的なパラメータではない。それだけでは、20世紀初頭に確立された多くの結果を説明できない。[42] [43] [41]
電気機械の貢献
固体が歪むと、電界が発生します。1つのプロセスは線形歪によるもので、圧電性と呼ばれ、2つ目は歪が距離（微分）とともにどれだけ速く変化するかに依存し、フレキソエレクトリックと呼ばれます。どちらも確立された科学であり、密度汎関数法を使用して測定および計算できます。フレキソエレクトリックは勾配に依存するため、2つの物体間の滑りや凹凸の接触中にナノスケールではるかに大きくなる可能性があります。[38]
圧電性と摩擦電気の関係については、かなりの研究がなされてきた。[80] [81]圧電性は重要であるが、反転対称性を持たない少数の材料でのみ発生するため[36]、一般的な説明にはならない。最近、摩擦電気において、すべての絶縁体と半導体で発生するフレキソ電気が非常に重要である可能性が示唆されている[61] 。 [82] [83]曲率の影響など、かなりの実験結果がこのアプローチで説明できるが、詳細はまだ決定されていない。[62] Shaw と Hanstock による初期の研究[33]や、Daniel Lacks のグループによる、ひずみが重要であることを示す研究 もある。 [84] [85] [70]
コンデンサ電荷補償モデル
さまざまな形で現れた説明は、コンデンサの電荷に似ています。2つの材料の間に仕事関数の差（接触電位）による電位差がある場合、これはコンデンサ全体の電位差と同等であると考えることができます。これを補償する電荷は、電界を打ち消すものです。2つの材料の間に絶縁体誘電体がある場合、分極密度 と結合表面電荷が発生します。ここで、は表面法線です。[86] [87]コンデンサの全電荷は、分極による結合表面電荷と電位による結合表面電荷の組み合わせになります。
この補償モデルからの摩擦電荷は、しばしば重要な要素として考えられてきた。[88] [89] [90] [91]ひずみ（圧電性）またはサンプルの曲げ（フレキソ電気）による追加の分極を考慮すると[61] [62]、曲率の影響[41]や不均一な充電などの観察結果を説明できる。[78]
電子および/またはイオンの移動
摩擦電気において電子とイオンのどちらが移動するかは議論がある。例えば、ハーパー[49]は両方の可能性を論じているが、ヴィック[37]は電子移動を支持していた。この議論は今日まで続いており、例えばジョージ・M・ホワイトサイドはイオン[92]を支持し、ディアスとフェンゼル・アレクサンダー[93]やローレンス・D・マークスは両方を支持し、[61] [62]、その他は電子のみを支持している。[94]
熱力学的不可逆性
20世紀後半、化学者ボリス・デルジャギン率いるソ連学派は、摩擦電気とそれに伴う摩擦発光現象は根本的に不可逆であると主張した。[95] デルジャギンと同様の見解は、最近ではカリフォルニア大学ロサンゼルス校（UCLA）のセス・パターマンとその協力者によっても提唱されている。[96] [97]
摩擦電気を根本的に不可逆なプロセスとする理論が、理論物理学者のロバート・アリッキとアレハンドロ・ジェンキンスによって2020年に発表された。[58]彼らは、互いに滑る2つの材料の電子は速度が異なり、非平衡状態になると主張した。 量子効果により、この不均衡により、一方の材料からもう一方の材料に電子が送り込まれる。[58] これは、ヤコフ・ゼルドヴィッチがボソンについて最初に説明した回転超放射のメカニズムのフェルミオン類似体である。[58] 電子は両方向に送り込まれるが、2つの表面の電子ポテンシャルランドスケープの小さな違いが正味の充電を引き起こす可能性がある。[58]アリッキとジェンキンスは、摩擦電気効果がどのように起電力を生成するかを理解するには、このような不可逆なポンピングが必要であると主張している。[58] [98]
湿度
一般的に、湿度（空気中の水分）が増加すると、摩擦帯電量は減少します。[99]この効果の大きさは接触する材料によって大きく異なります。帯電量の減少は、湿度にほとんど依存しないものから 10 倍以上までの範囲です。[100]いくつかの実験では、中程度の湿度では極度に乾燥した状態と比較して帯電量が増加し、その後湿度が高くなると減少することがわかっています。[101]最も一般的な説明は、湿度が高いと接触する材料の表面に吸着される水が多くなり、表面導電性が高くなるというものです。 [ 102] [103]導電性が高くなると、接触が離れるときに電荷の再結合が大きくなり、電荷の移動が少なくなります。[102] [104] [105]湿度の影響に関する別の説明では、乾燥状態で湿度とともに電荷移動が増加するのを観察する場合が考慮されています。湿度が増加すると、接触する材料間に水橋が形成され、イオンの移動が促進される可能性があります。[101]
例
摩擦帯電による摩擦と付着
摩擦[106]は、弾性変形や塑性変形、フォノンや電子の励起、さらには接着などのさまざまなエネルギー消散プロセスによる減速力です。[107] たとえば、自動車やその他の乗り物では、車輪が転がるときに弾性変形します。この変形に必要なエネルギーの一部は回収されますが（弾性変形）、一部は回収されずにタイヤの加熱に使用されます。回収されないエネルギーは反力に寄与し、転がり摩擦と呼ばれるプロセスになります。
転がり摩擦と同様に、電荷移動にも摩擦に寄与するエネルギー項がある。静摩擦では、弾性ひずみ、分極、表面電荷が結合して摩擦力に寄与する。[82]滑り摩擦では、[108]凹凸が接触し[38]電荷移動がある場合、接触が解除されると電荷の一部は戻り、一部は戻らず[109]マクロ的に観察される摩擦に寄与する。異なる電荷の凹凸間には減速クーロン力があり[110]、ヤモリが水上を歩くと接触帯電により接着力が増加するという証拠がある。[111]また、滑り中のぎくしゃくした（スティックスリップ）プロセスと電荷移動[44] 、放電[112]、X線放出との関連を示す証拠もある。[96]摩擦に対する摩擦電気の寄与がどの程度大きいかは議論されてきた。ポリマーでは摩擦電気が支配的である可能性があると示唆する者もいるが[110]、Harper [113] は寄与は小さいと主張している。
液体と気体
液体や気体の相対運動による静電気の発生はよく知られており、1886年にケルビン卿が水滴を使って落下する水滴を発電機にするという最初の分析を行った。[114]液体水銀は特殊なケースで、通常は単純な金属として作用するため、参照電極として使用されている。[2]より一般的なのは水で、表面に当たる水滴による電気は、1892年にフィリップ・レーナードがスプレー帯電または滝効果を発見して以来記録されている。[115] [116]これは、落下する水が水滴同士または地面との衝突によって静電気を発生させ、上昇気流の細かい霧が主に負に帯電し、下面近くで正に帯電する現象である。これは滑る水滴でも発生することがある。[117]
イオンを含む水の急速な凝固時にも別の種類の電荷が生成され、これはワークマン・レイノルズ効果と呼ばれます。[118]凝固の過程では、正イオンと負イオンが液体と固体の間で均等に分布しないことがあります。[119]たとえば、雷雨の際には、これが（滝効果とともに）正の水素イオンと負の水酸化物イオンの分離に寄与し、静電気と雷を引き起こします。[120]
3番目のクラスは、液体または気体と他の物質との間の接触電位差に関連しており、固体の仕事関数の差に似ています。液体の摩擦電気系列が有用であることが示唆されています。[121]固体との違いの1つは、液体はしばしば帯電二重層を持つことであり、これまでの研究のほとんどは、液体ではイオン移動（電子ではなく）が支配的であることを支持しています[122]。これは、 1938年にアーヴィング・ラングミュアによって最初に示唆されました。 [123]
最後に、液体の場合、界面での流量勾配や粘度勾配が生じることがあります。これにより電界が生じ、液体の分極も生じます。この電界は電気流体力学と呼ばれます。[ 124]これらは、前述の弾性ひずみによって電界が発生する固体の電気機械用語に類似しています。
粉末
商業的な粉体処理中[3] [125] [126]または砂嵐などの自然現象[127] [128] [8]では、摩擦電気による電荷移動が発生することがあります。中程度の風の条件下では最大 160kV/m の電界が発生する可能性があり、重力とほぼ同じ大きさのクーロン力につながります。[129]空気が存在する必要はなく、たとえば空気のない惑星では著しい帯電が発生する可能性があります。[130]医薬品粉末やその他の商業用粉末では、材料と投与量の品質管理のために摩擦充電を制御する必要があります。静電気放電は、粉塵爆発の危険があるため穀物エレベーター、[131] 、爆発性粉末を保管する場所、[132]など多くのケースで特に危険です。[133]摩擦電気による粉体分離は、たとえば異なるバイオポリマーなどの粉体を分離する方法として議論されてきました。[134]ここでの原理は、異なる程度の帯電を静電気分離に利用できるというものであり、これは粉体に対する一般的な概念である。[135]
業界では
産業分野には、摩擦電気が問題となることが知られている分野が数多くあります。いくつかの例を以下に示します。
- ガソリンなどの可燃性液体や燃料を輸送する非導電性パイプでは、パイプの壁に摩擦電荷が蓄積し、最大90kVの電位に達する可能性があります。[136]産業における空気輸送システムは、使用中に発生する摩擦電荷により火災を引き起こす可能性があります。[137]
- 船上では、積み下ろしの際の貨物とパイプラインの接触、蒸気管の流れ、洗浄機の水流などにより危険な帯電が発生する可能性がある。[138]船員に危険性を教える講習会も存在する。[139]
- 米国当局は、ほぼすべての産業施設に粒子状粉塵の排出量を測定することを義務付けています。摩擦電気に基づくさまざまなセンサーが使用されており、1997年に米国環境保護庁は摩擦電気織物フィルターバッグ漏れ検出システムのガイドラインを発行しました。[140]摩擦電気粉塵検出用の市販センサーが利用可能です。[141]
- 可燃性化学物質を充填しているときに化学タンクの近くのレールを拭くと、火花が散って化学薬品に引火する可能性があります。これが2017年の爆発の原因で、1人が死亡し、多数が負傷しました。[142]
その他の例
猫を撫でるという単純な例は多くの人に馴染みがあるが、現代の技術文明においては摩擦電気が利用されたり、懸念される他の分野もある。
- 航空機の周囲を空気が移動すると電荷が蓄積される可能性があり、航空機には通常、電荷を除去するための静電気除去ウィックが1つ以上搭載されています。 [143]これらの状態を確認することは、パイロットの標準的な作業です。[144]同様に、ヘリコプターのブレードは高速で動き、摩擦帯電により最大200kVの電圧が発生する可能性があります。[145]
- 惑星形成の過程では、塵や小さな粒子の凝集が重要なステップとなる。[9]粒状物質の衝突時の摩擦帯電が凝集の障壁を克服する上で重要な役割を果たしているという証拠がある。[146]
- 使い捨て医療用防護服は、中国において一定の摩擦帯電規制を満たす必要がある。[147]
- 宇宙船は大きな摩擦電荷を蓄積する可能性があり、それが自爆信号の送信などの通信に支障をきたす可能性があります。摩擦電荷が発生する可能性のある気象条件により、打ち上げが遅れた例もあります。[148]
- 摩擦電気ナノジェネレータは、機械的エネルギーを電気に変換するエネルギー収集装置である。 [149]
- 医療用ケーブルアセンブリとリード線内の摩擦電気ノイズは、ケーブルが移動中に曲がるときに導体、絶縁体、充填材が互いに擦れ合うことで発生します。摩擦電気ノイズを許容レベルに抑えるには、材料の選択、設計、処理を慎重に行う必要があります。[150]ケーブルが曲がる場合、水中電気音響トランスデューサーでも問題になります。このメカニズムは、ケーブル内の誘電体と導体の相対的な動きに関係していると考えられています。[151]
- 車のタイヤが通常黒いのは、降車時に乗員にショックを与える摩擦電荷を逃がすためにカーボンブラックが添加されているためです。[152]また、放電ストラップも販売されています。[153]
参照
- 静電発生器、静電気を発生させる機械
- 静電誘導、電荷の分離、他の電荷による分極
- 電気ひずみ、電界と単位セルの体積の結合
- 電気流体力学、液体中の電界と特性の結合
- フレクソエレクトリシティ、曲げやその他のひずみ勾配による分極
- 機械的作用によって生成される光、摩擦電気効果を伴うことが多い。
- ナノトライボロジー、ナノスケールでのトライボロジー（摩擦、潤滑、摩耗プロセス）の科学
- 圧電性、線状ひずみによる分極
- 偏光密度、偏光の物理学の一般的な説明
- 静電気、電荷は摩擦電気によることが多いが、必ずしもそうではない
- トライボロジー、摩擦、潤滑、摩耗の科学
- 摩擦発光、滑りや接触に伴う光
- 仕事関数、表面から電子を取り除くエネルギー
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