Kapljice kiše mogu izazvati koroziju električnom strujom, otkrili su znanstvenici s Instituta Max Planck za polimer u njemačkom Mainzu. Istraživanje je pokazalo da klizanje kapljica po izolacijskim površinama stvara dovoljno jak električni naboj da uzrokuje kemijske promjene i oštećenja materijala, što predstavlja novi rizik za zaštitne premaze izložene vremenskim uvjetima.
Znanstvenici su u eksperimentima koristili kapljice vode od 35 mikrolitara koje su sadržavale prstohvat soli. Kada su te kapljice klizile po nagnutoj površini pod kutom od 50 stupnjeva, mehaničko trenje uzrokovalo je stvaranje električnog naboja. Istraživači su utvrdili da kapljice vode mogu imati električni naboj od čak 9000 volti, što je iznenađujuće visoka razina napetosti za kapljice te veličine.
Kako bi testirali utjecaj tog naboja, kapljice su puštene da padnu na bakrenu ploču prekrivenu tankim slojem teflona. Iako je premaz trebao služiti kao zaštita, nakon 3000 udaraca kapljica, bakrena podloga ispod sloja pokazala se znakove korozije. Istraživači su identificirali da su se na površini formirali bakrov(II) oksid i bazični bakrov(II) klorid, što je potvrđeno primjenom Ramanove spektroskopije i rendgenske difrakcije.
Ključni faktor u ovom procesu je oblik kapljice. Zbog elektrostatske sile, kapljice koje se kreću poprimaju oblik sličan Taylorovom konusu. Istraživači su izmjerili da kaplja koja nosi naboj od dva nanokulenja stvara električno polje od 60 kilovolti po milimetru. Ova visoka lokalna gustoća energije dovoljna je da probije ili kemijski promijeni zaštitne slojeve, iako su deblji polimeri, poput onih debljine 130 mikrometara, pokazali veću otpornost.
Usporedbe su pokazale da kapljice koje padaju izravno na površinu bez klizanja, odnosno bez bočnog gibanja, ostavljaju površinu netaknutom. Međutim, dinamičko klizanje aktivira elektrostatske sile koje mogu dovesti do razgradnje materijala. Istraživači su primijetili da se polimeri, poput polistirenskih folija, pod utjecajem takvih uvjeta mogu kemijski preuređivati, stvarajući hrapave mrlje koje svijetle zeleno pod laserom, što ukazuje na nastanak dvostrukih veza ugljik-ugljik i promjenu strukture polimeru.
