据Ars Technica报道,德国美因茨马克斯·普朗克聚合物研究所的研究团队发现,雨滴到达材料表面时常常携带足够高的电荷,能击穿绝缘保护涂层。这一此前被忽视的电学机制,可能为雨水腐蚀提供新的解释。

长期以来,腐蚀理论认为,雨水中的溶解盐和酸会侵蚀金属,雨滴的持续冲击会磨损保护涂层,氧气则完成剩余反应。油漆、聚合物薄膜或氧化层等防腐蚀手段,都是基于这一传统模型设计的。但新研究显示,这一图景并不完整。

研究团队由Zhongyuan Ni、Rüdiger Berger和Hans-Jürgen Butt领导。他们的研究起点是一种名为“滑动起电”的现象,该现象直到近些年才被定量研究。当水滴在绝缘表面滑动,例如划过树叶、油漆墙面、窗玻璃或塑料板时,水滴会从表面剥离电荷,并在原处留下相反电荷。实验测量显示,以这种方式带电的水滴电压最高可达9000伏。

如此高的电压足以像电火花跳过间隙一样,在绝缘涂层上直接击穿一个孔洞。研究者在描述这一过程时指出,水滴并非通过机械摩擦缓慢磨损涂层,也不是通过化学溶解侵蚀,而是以电击穿的方式瞬间破坏保护层。这意味着,即便没有溶解性盐类或酸性物质,雨滴本身携带的静电也可能导致涂层失效,从而加速底层材料的腐蚀。

这一发现对汽车、建筑外墙等暴露在雨水中的涂装防护体系具有重要意义。据Ars Technica报道,该研究尚需进一步验证,但它提示现有防腐蚀设计可能低估了雨滴电荷的作用。如何利用或消除滑动起电效应,可能成为未来防腐蚀研究的新方向。