Стандартное объяснение коррозии, вызванной дождем, заключается в том, что вода приносит растворенные соли и кислоты на поверхность, а постоянное барабанное постукивание капель стирает защитное покрытие. Остальное делает кислород. Практически все наши методы предотвращения этого процесса — краски, полимерные пленки или оксидные слои — основываются на этой идее. Однако новое исследование показывает, что мы упустили важный аспект самого дождя.

Исследование, проведенное Чжуньюанем Ни, Рюдигером Бергером и Хансом-Юргеном Буттом из Института полимерных исследований им. Макса Планка в Майнце, Германия, выявило, что водяные капли, попадая на поверхность, несут электрический заряд, достаточный для пробивания изоляционного покрытия. Это не просто царапает его или медленно растворяет, а электрически создает отверстие, как искра перескакивает через разрыв.

Феномен скользящей электрификации

Отправной точкой исследования стал феномен, известный как «скользящая электрификация», который был количественно изучен лишь в последние годы. Когда водяная капля скользит по изолирующей поверхности, такой как лист, окрашенная стена, стекло или пластиковая панель, она снимает с этой поверхности заряд и оставляет противоположный заряд позади. Задействованные напряжения могут достигать 9000 вольт.

Исследователи задали себе вопрос о том, что этот заряд делает с поверхностью, на которую капля приземляется. Чтобы выяснить это, команда выпускала водяные капли объемом 35 микролитров, имитирующие дождевую воду, на поверхность, наклоненную под углом 50 градусов. Капли скользили примерно четыре сантиметра, набирали заряд, соскальзывали с края и затем падали с высоты пяти миллиметров на медную пластину, покрытую 60-нанометровой пленкой тефлона — одним из самых химически стойких покрытий на рынке.

Экспериментальные условия

Наклоненные поверхности были выбраны для имитации дождевых капель в реальном мире. Одна из них была листом Tradescantia spathacea, растущей в офисе исследователей, другая — ПВХ-пенопластовая панель из хозяйственного магазина. Третья поверхность также была выбрана для дальнейшего анализа.

Таким образом, результаты исследования подчеркивают важность электрических свойств дождевых капель и их влияние на коррозию, что может изменить подход к защите автомобилей и других объектов от воздействия атмосферных осадков.