งานวิจัยชี้หยดฝนอาจทำลายสารเคลือบด้วยประจุไฟฟ้า ไม่ใช่แค่การขัดสี

งานวิจัยใหม่จากทีม Max Planck Institute for Polymer Research ในเยอรมนีเสนอคำอธิบายเพิ่มเติมต่อการที่ฝนทำให้พื้นผิวเกิดการสึกกร่อนและเป็นสนิม โดยไม่ได้เกิดจากเพียงน้ำพาเกลือหรือกรดมาปะทะพื้นผิวเท่านั้น แต่ยังมีบทบาทของไฟฟ้าสถิตจากหยดน้ำเองด้วย

นักวิจัยพบว่าเมื่อหยดน้ำไหลหรือเลื่อนไปบนพื้นผิวฉนวน เช่น สีรถ กระจก ผนังเคลือบสี หรือพลาสติก หยดน้ำสามารถดึงประจุออกจากพื้นผิวและสะสมประจุกลับด้านไว้ได้ กระบวนการนี้เรียกว่า slide electrification ซึ่งเพิ่งได้รับการศึกษาชัดเจนในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา และระดับแรงดันที่เกี่ยวข้องอาจสูงมากถึงราว 9,000 โวลต์ในบางกรณี

ประเด็นสำคัญคือประจุไฟฟ้าที่มากับหยดน้ำอาจรุนแรงพอจะทะลุชั้นเคลือบฉนวนได้เหมือนประกายไฟข้ามช่องว่าง ไม่ใช่แค่ขูดผิวหรือค่อย ๆ ละลายชั้นป้องกันอย่างที่เคยเข้าใจกัน กลไกนี้จึงอาจเป็นอีกเหตุผลหนึ่งที่ทำให้สารเคลือบผิวเสื่อมสภาพเร็วกว่าที่ประเมินไว้ โดยเฉพาะเมื่อพื้นผิวต้องเจอฝนซ้ำ ๆ

หากข้อค้นพบนี้ได้รับการยืนยันต่อไป ก็อาจเปลี่ยนวิธีคิดเรื่องการออกแบบวัสดุป้องกันการกัดกร่อนได้ เพราะปัจจุบันสารเคลือบหลายชนิดถูกพัฒนาบนสมมติฐานว่าฝนสร้างความเสียหายหลักผ่านแรงกระแทกเชิงกลและสารปนเปื้อนในน้ำเท่านั้น งานวิจัยชิ้นนี้ชี้ว่าต้องคำนึงถึงพฤติกรรมทางไฟฟ้าของหยดน้ำด้วย

สำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์ อาคาร และวัสดุป้องกันพื้นผิวโดยรวม ผลลัพธ์นี้มีนัยสำคัญต่อการเลือกใช้สี เคลือบโพลิเมอร์ และชั้นออกไซด์ให้ทนต่อสภาพอากาศจริงมากขึ้น เพราะ “ฝน” อาจไม่ได้เป็นเพียงน้ำที่ตกกระทบพื้นผิว แต่เป็นตัวพาประจุไฟฟ้าขนาดเล็กที่ทำงานเหมือนฟ้าผ่าขนาดจิ๋วบนวัสดุที่ต้องรับสภาพกลางแจ้งเป็นประจำ