冬日的夜晚，下班后归心似箭的打工人却总在门口遭遇静电的“突袭”。每一次触碰门把手，都像是一场小小的冒险，指尖传来的微微刺痛，让人不禁缩回手来。为了顺利打开家门，人们想出了各种“战术”：摸墙、口袋里放电池、用上各种“除静电神器”……只为化解这场无声的“战斗”。静电就像是冬日的顽童，给人们的生活中增添了一份小小的烦恼。

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静电是如何产生的？

静电的产生有多种原因，而我们日常生活中感受到的静电现象主要是源于“摩擦起电”。

物质是由原子构成的，而原子由原子核和电子构成。带正电的原子核与带负电的电子之间具有吸引力，电子通常被束缚在原子核周围。由于一般情况下原子中的正负电荷数量相等，因此物体不带电。

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不过，不同种类的原子束缚电子的能力不同。当两个不同的物体相互摩擦时，电子就会从弱束缚力的原子转移到强束缚力的原子上，从而在物体表面形成带电区域。比如用塑料梳子梳头时，由于电子会转移导致物体表面存在电荷的不平衡，从而呈现出带电的性质。这就是静电产生的过程。

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那么，为什么生活中静电总会给我们带来“劈里啪啦”被电一下的困扰呢？

其实，这是静电的放电过程。当带有静电的手靠近金属的门把手时，金属内有许许多多的电子会被你指尖的电荷吸引，向你的手靠近，在手指和门把手之间会建立起电场。由于尖端放电效应，电荷会聚集在指尖，而指尖与门把手靠得越近，电场就越强，最终电场强到足以击穿空气，形成一股强大的瞬间电流，放电过程会产生响声和火花，电流作用于手指神经末梢让我们感到疼痛。

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静电的产生和湿度有很大关系。夏天湿度相对较大，空气中的水分子能通过和衣物接触，更快地转移一部分电荷，减少静电积累；冬天相对干燥，不利于转移静电，所以我们就容易被“电”。

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静电危险吗？

平时人体接触产生的静电放电时间非常短，所以对人体是无害的。

然而，但在其他地方，静电的危害不容小觑。比如精密的电子设备就特别害怕静电，上千伏的静电可能将元器件击穿。

另外，输油管道、运油车也必须消除静电，因为汽油和管壁的摩擦会产生静电，如果不及时消除，偶然放电产生的火花会引发爆燃。所以油罐车的后面都会有一条小尾巴——静电带，垂到地上，目的就是将静电都传导到大地上。

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03

生活中有哪些消除静电的方法？

消除静电的方法可以归纳为两类，一类是从源头上减少静电的产生，例如：增加空气湿度、选择不容易起静电的衣服；另一类是间接释放静电，例如：触摸墙体、钥匙等物体。

（1）增加湿度

增加湿度可以有效转移身体积累的电荷，显著减少静电。市面上常见的静电喷雾也运用了类似的原理，它的成分里有阳离子表面活性剂，也可以起到中和电荷的作用。

用水或者湿毛巾沾湿双手，也可以用湿巾擦拭衣服表面，释放静电。

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特别是喜爱猫狗宠物的朋友，冬天撸猫撸狗是不是总被“电”到？

这是因为动物的毛发在干燥环境中特别容易摩擦带电，又碰上这些调皮爱耍闹的主，一个不小心，就变成下面这样。

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你可以尝试在房间里放个加湿器，在撸毛孩子前洗个手，多用防静电的梳子给宠物顺顺毛，用宠物湿巾润湿它们的毛发，从而减少宠物身上的静电。

（2）选择不容易起静电的衣服

冬天穿脱衣服时特别容易产生静电，这和衣服的面料有很大关系。冬天人们穿羊毛衫、羽绒服比较多，仔细看一下羽绒服里面的面料成分，会发现基本都是聚酯纤维，也就是我们常说的涤纶。

某羽绒服的面料组成

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聚酯纤维和羊毛摩擦后特别容易产生静电，因为聚酯纤维表面是疏水性结构，不易保留水分子，导电率较差。

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下图是静电序列（把物质按照由带正电到带负电的顺序整理成的推列次序），相距越远的材料越容易摩擦起电。

图源：https://zhuanlan.zhihu.com/p/32244204

可以看到，羊毛和涤纶在静电序列图上相距较远，所以摩擦后静电较多。如果在毛衣和羽绒服之间加一层棉质衣物，那么静电会大大减少，因为棉的吸湿性好，不论是和羊毛还是和聚酯纤维摩擦，静电产生得都比较少。同时，在清洗衣物时，适当加入一些柔顺剂，也可以有效减少静电。

此外，为了从根源防止烦人的静电出现，市面上也出现了一类具有抗静电效果的衣物。将抗静电剂（表面活性剂）涂抹或喷洒在织物表面，抗静电剂赋予材料表面一定的润滑性，降低其摩擦系数，从而抑制或减少静电荷的产生。

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（3）通过其他物体释放静电

摸墙是释放静电的一个典型途径，因为墙壁能够将人体中的静电传导出去。当人体与墙壁接触时，人体的电荷可以通过触摸墙壁实现接地，从而释放掉所带的电荷，减少了与其他物体接触时再次产生静电的可能性。手接触墙体的面积越大，效果就越好。

此外，手握金属钥匙等具有导电性的物品，将人体的电荷传导到钥匙上，再通过钥匙释放到其他物体上，也可以达到消除静电的效果。网上购买的静电消除器也是利用了类似的原理。

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04 静电的用途

虽然静电给我们生活带来一些麻烦，但其实它有许多用处，可以造福人类。

静电复印：使用带有静电的光敏材料表面，在曝光时，根据影像使局部电荷随光线强弱发生相应的变化而存留影像，再吸附墨粉转印到纸张上。

静电除尘：利用静电场的作用，使得气体中的尘粒带电而被吸附。在冶金、化工中用以净化气体或回收有用尘粒。

静电喷涂：利用高压电场使涂料带电，并将涂料微粒吸附在工件表面。优点是高效、省料。

总而言之，静电是一种普遍存在的自然现象，它既有趣又神秘。通过了解静电的原理、产生原因，我们可以掌握消除静电的方法，更好地理解和利用这一现象，将静电技术运用到生活中。

下次去开门时，记得先摸一下墙哦！

参考文献

[1] 沈淦清.慎用有机硅对毛纺织品进行柔软整理——毛纺织品的静电现象研究[J].毛纺科技,2005(02):5-8.DOI:10.19333/j.mfkj.2005.02.001.

[2] 季媛. 涤纶用抗静电剂PEEJ的试制及其应用性能的研究[D].东华大学,2006.

[3] Sfameni S, Lawnick T, Rando G, Visco A, Textor T, Plutino MR. Super-Hydrophobicity of Polyester Fabrics Driven by Functional Sustainable Fluorine-Free Silane-Based Coatings. Gels. 2023; 9(2):109. https://doi.org/10.3390/gels9020109

[4] 冬季织物起静电全是化纤的锅？让我们来一探究竟 - 知乎 https://zhuanlan.zhihu.com/p/32244204

[5]纺织品静电原理是什么，以及常见面料容易产生静电的程度？- 知乎 https://www.zhihu.com/question/54124761

作者：翡翠黄瓜 爱吃薯片，经常被电

编辑：Tiara

鸣谢：中科院大学博士，高级工程师 郭玮宏 为本文提供科学指导

来源: 上海科技馆