关于静电大家貌似都很清楚，因为我们初中都学过，“当然知道什么是静电！”拿起两个起初是中性的物体，通过相互摩擦给它们互相充电，然后一个带正电，一个带负电。但是关于摩擦起电的真实原理，一直是个争论的话题。

因此不要这么快的下结论！让我们从你认为你知道的电开始，但是你要做好准备，你会感到惊讶的。

大部分人都可能玩过范德格拉夫（Van de Graaff）发电机，这是关于静电力最简单、最常见的演示之一。我们只需站在一个绝缘的物体上（比如木盒、纸箱，为了保证脚不接地），然后用手触摸发电机，我们的头发（前提是要有头发）就会竖起来！

头发竖起来的原因是，当我们打开范德格拉夫发电机时，它的顶部球体就会充满正电荷。由于我们人体是一个很好的导体，用手触摸球体，我们的身体就会带正电。

由于正电荷相互排斥，那些头发越直、越长的人会感觉到，头发里的电场力很容易变得比地球引力或其他任何电场力都要强，这就产生了一个有趣的现象，头发就会竖起来，因为正电荷会排斥其他正电荷。对于那些卷发的人来说，内部静电力可能比施加的任何外部电荷都要强，所以卷发不容易竖起来。

这只是普通静电学中最简单的例子，给一个物体或一组物体强行施加一种电荷。

这跟我们平时生活中所说的静电不同，生活中常见的静电是将两个物体互相摩擦，比如你的袜子在地毯上摩擦，或者用丝绸摩擦一根玻璃棒。

两个相互摩擦的物体产生静电是因为，在摩擦的过程中一种材料会失去电子，然后带正电，而另一种获得电子，就带负电。

摩擦带电适用于很多情况，比如用气球摩擦头发。

气球经过快速摩擦静态充电以后，可以做各种有趣的事情：让你的头发竖起来，粘在墙上，用来吸引桌子上的小纸片。

为什么会产生吸引力呢？或者粘在墙上？

假设，我们给了气球一些额外的电子，让它带负电荷。当我们把气球靠近一个中性的物体，比如一堵墙时，气球就会吸引墙上“相反”的电荷（原子核），并排斥“相似”的电荷（电子）。只要这种结构保持不变，气球就会一直粘在墙上，因为由于静电的缘故，电力会把气球固定在原地。

但这就是我们在初中学到的静电原理。

很简单，对吧？但是，这太简单了！事实证明，这种说法并不完全正确。为什么呢？想象一下，如果我们用两种完全相同的材料，比如两张办公用纸，会发生什么？

如果我们将两张办公用纸互相摩擦，它们会带电荷吗？根据我们以前学到的知识它们都不会带静电，对吧？因为它们是由相同的物质构成的，所以谁也不应该把负电荷给谁，所以不应该有静电产生。如果静电像我们刚才描述的那样在起作用，以上的说法就完全没有问题。

但是，事实并非如此。让我们仔细看看这张办公用纸。

虽然纸在宏观尺度上看起来很光滑，但在微观层面上，表面有微小的缺陷。例如上面的图像中，在微米级的尺度上我们可以看见纸的表面像起伏的山峦。当我们拿这两张纸或任何两种相同的材料互相摩擦时，你认为表面的电压会发生什么变化？

在科学领域，任何知道答案的事情，都需要通过做实验来找出答案。但令人惊讶的是，直到2011年才有人做过这个实验！多亏了西北大学Grzybowski教授的团队，我们现在有了实验结果，而且非常惊人。

两张纸都带静电，而不是不带电！事实上，每张纸的不同层面都带有大量的正电荷或负电荷。我们以前一直研究的静电，只代表物体上的净电荷，可以是正得，负的，也可以是零。那么究竟是什么导致单个分子吸引或排斥附近的物体，与整体电荷没有多大关系，而与附近的特定分子如何带电有关！

几个世纪以来，人们一直认为这种接触式充电（摩擦充电）源自于空间均匀的材料特性，而在给定的一对材料中，一个材料均匀的带正电荷，另一个均匀的带负电荷。事实证明这张接触式充电的图片是错误的。虽然每一块接触式带电体都会产生正负极性的净电荷，但每个表面都支持一个随机的“镶嵌”，即在纳米尺度上存在相反的带电区域。这些表面电荷的镶嵌对于不同类型的带电介质具有相同的拓扑特征，并且单位面积容纳的电荷量比先前认为的要大得多。

也就是说，我们以前认为当我们摩擦一些材料时，一些材料会得到电子而另一些材料会失去电子。但现在我们认为（这是一种全新的观点）每一种静态带电材料都有显著的正电荷和负电荷区域！也就是材料自身的电荷重新排列分布导致了材料带电（材料自身电荷转移），而不是材料间电荷发生了转移。

这不仅是一项新的发现，而且现在认为这是产生静电的主要原因。

实际上，静电仍然会像我们在初中时学的那样工作。但下次你再碰到它，你就会知道它是如何工作的！