材料科学：自発的に帯電した水滴が腐食を誘起する

水滴は、植物の葉、昆虫の翅、建造物の壁、窓ガラス、プラスチックといったさまざまな表面上を移動する際に自発的に帯電する。接触帯電または滑り帯電として知られるこの過程は、固体間の摩擦帯電に類似している。こうして帯電した水滴の電位は、1 kVを超える場合がある。水滴の電荷が腐食を引き起こすのかどうかは、重要な問題だがこれまで未解明であった。今回我々は、非導電性コーティングによって保護された金属表面に、水滴が連続的に衝突した際の影響を解析した。水滴は、コーティングされた金属に衝突する前に、絶縁性表面上を滑ることによって自発的に電荷を獲得した。我々は、こうした帯電水滴が、コーティングの電気的な破壊を引き起こし、金属の腐食につながり得ることを実証した。自発的に帯電した水滴は自然に形成されるため、これまで見落とされていたこの腐食機構が、文化遺産、建造物、船舶、自動車、その他の金属部材の劣化に寄与している可能性がある。今回の知見は、耐腐食戦略の改善に役立ち得るとともに、水滴の電荷によって生じる損傷に耐えられる保護材料の必要性を強調している。

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