靜電引起的典型問(wèn)題

在一些國(guó)家和地區(qū)，“靜電”是冬季干燥的禍根。靜電就像字面一樣是靜態(tài)的，也就是電荷*1不移動(dòng)，保持帶電狀態(tài)*2的電。

因衣服摩擦等而使帶電的人與不帶電的物體之間可能會(huì)產(chǎn)生幾千伏的高電壓。此時(shí)，當(dāng)人接觸或接近該個(gè)物體時(shí)，帶電的電荷會(huì)立即流向物體從而產(chǎn)生放電。這種靜電現(xiàn)象被稱為ESD：Electro-Static Discharge（靜電放電）*3。

此外，如果帶電物體之間的電荷極性（正/負(fù)）相同，則它們相互排斥，如果它們的電荷極性不同，則相互吸引。在后一種情況下，會(huì)導(dǎo)致不必要的灰塵和污垢等可能會(huì)粘附在產(chǎn)品上。

下面分別列出了靜電引起的典型問(wèn)題和有效利用靜電的示例。

*1 電荷：電是物質(zhì)的固有屬性之一，這種電的來(lái)源稱為電荷。有正電（正）和負(fù)電（負(fù)）兩種極性，這種電荷的行為和舉動(dòng)能引起各種電現(xiàn)象。

*2 帶電：例如，如果讓電荷不易移動(dòng)、電流不易流動(dòng)的物質(zhì)——絕緣體貼在一起相互摩擦，則可能會(huì)進(jìn)入其中一方帶有較多的正電荷或負(fù)電荷的狀態(tài)。這種電荷累積后的狀態(tài)稱為帶電。

*3 包括ESD（靜電放電）在內(nèi)，放電時(shí)電荷移動(dòng)，也就是有電流流動(dòng)，因此ESD好像不應(yīng)該被認(rèn)為是靜電現(xiàn)象。但是，鑒于ESD是瞬時(shí)放電且電流很小，我們?cè)诖藢SD視為一種靜電現(xiàn)象。

靜電問(wèn)題1：ESD（靜電放電）與ESD破壞

IC等電子設(shè)備中發(fā)生ESD可能會(huì)導(dǎo)致電子設(shè)備發(fā)生故障和誤動(dòng)作。電子設(shè)備因發(fā)生高電壓下的瞬時(shí)放電而無(wú)法正常工作被稱為“ESD破壞”，它不僅在電子產(chǎn)品的制造工序中，而且在產(chǎn)品購(gòu)買者使用時(shí)都會(huì)導(dǎo)致故障和問(wèn)題。

此外，衣服等特別容易因摩擦而帶電和發(fā)生ESD，例如，如果帶電作業(yè)人員在制造現(xiàn)場(chǎng)接觸產(chǎn)品，則皮膚會(huì)感受到刺激和疼痛，給人帶來(lái)痛苦。而且，帶電作業(yè)人員可能會(huì)導(dǎo)致ESD破壞，從而產(chǎn)生缺陷產(chǎn)品。

靜電問(wèn)題2：帶電引起的灰塵、污垢等異物的粘附

空氣中的灰塵、污垢、金屬粉末等異物與工件*4和產(chǎn)品分別帶正電/負(fù)電或負(fù)電/正電后，就會(huì)像前面所述的那樣在雙方之間產(chǎn)生吸引力，異物會(huì)粘附到后者上面。

例如，如果異物粘附在金屬（導(dǎo)體）設(shè)備的外殼或車體上，則可能會(huì)導(dǎo)致噴涂質(zhì)量下降。此外，如果異物粘附在樹脂（絕緣體）薄膜、片材、食品容器等產(chǎn)品上，則可能會(huì)出現(xiàn)次品，還有，在保管過(guò)程中也會(huì)由于粘附了細(xì)小的異物而使產(chǎn)品受到玷污，可能會(huì)導(dǎo)致質(zhì)量下降和投訴。而且，在薄膜類產(chǎn)品的制造和加工工序中，基材扭曲和邊角起翹可能會(huì)導(dǎo)致在形成涂膜的藥劑和液體材料的涂抹工序以及卷繞過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題。

*4 工件：制造過(guò)程中的加工對(duì)象物體。例如，在金屬外殼的壓制成型工序中，壓制材料被稱為工件，而在外殼涂裝工序中，外殼本身就被稱為工件。

靜電的意外用途：與降雪時(shí)利用靜電發(fā)電相關(guān)的研究

在空氣干燥的冬季，靜電在各種工業(yè)產(chǎn)品和人們的生活中造成上述問(wèn)題。除此之外，在寒冷地區(qū)，太陽(yáng)能電池板上的積雪會(huì)導(dǎo)致太陽(yáng)能發(fā)電的效率顯著降低，再加上供暖使電力需求增加，有可能成為大問(wèn)題。

靜電一直被認(rèn)為只會(huì)造成這些影響和問(wèn)題，但是，與利用降雪產(chǎn)生靜電的能量收集*5相關(guān)的研究也在進(jìn)行。

*5 能量收集：指從熱量、陽(yáng)光、照明、人體運(yùn)動(dòng)和機(jī)器工作產(chǎn)生的振動(dòng)等日常環(huán)境中收集能量，再將其其轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電技術(shù)。

功能性防寒用具就是其中的一個(gè)使用示例。通過(guò)在衣服表面或鞋底安裝該設(shè)備進(jìn)行發(fā)電，再通過(guò)加熱器進(jìn)行取暖，在降雪期間進(jìn)行冬季體育活動(dòng)等戶外活動(dòng)中感知運(yùn)動(dòng)和身體狀態(tài)，這些都可以不使用事先充好電的二次電池等即可實(shí)現(xiàn)。

此外，人們認(rèn)為，通過(guò)采用這種設(shè)備本身就能進(jìn)行感知的機(jī)制，可以更加容易地在電力供應(yīng)困難的地方的設(shè)置和運(yùn)行氣象觀測(cè)設(shè)備。

基于這樣的新想法，與能量收集相關(guān)的研究和開發(fā)不斷多樣化并取得進(jìn)步，對(duì)未來(lái)能量獲取的新選項(xiàng)將會(huì)增加的期望不斷上升。