在精密称重的世界里，静电不再是一个隐形的干扰者。想象一下，你正在进行一项重要的实验，每一毫克的精度都至关重要，但静电的无形之手却悄悄地扭曲了你的数据，让你的努力付之东流。这不仅是一个烦恼，更是一个挑战，尤其是在干燥的环境中，静电的影响可能会让你的称重结果出现严重的误差。

Q1 什么是静电？
ANSWER
从科学角度看，静电描述了静止电荷的物理性质，库伦定律描述了两个带电粒子间的静电作用力。听起来有点抽象。如果仔细观察，其实生活中有很多因静电引起的现象，比如，我们在冬天室内脱毛衣时，干燥的纺织品会因摩擦而引起静电；在实验室中，实验手套与玻璃烧杯之间也会因干燥而产生静电，我们在处理粉末样品时，样品本身也会产生静电。

图1. 天平与静电

 

Q2 静电对称重有什么影响呢？
ANSWER
在称重过程中，待称重的样品积累的静电与天平的固定部分（如天平的防风罩、底座）之间相互作用就会产生静电场。其产生的静电力可能导致天平的负载出现克数量级的变化（天平的显示值）。在实践中，静电对称重所造成的不利影响绝不止绝对重量错误，其他的严重问题还包括重量读数严重漂移无法稳定，以及结果的重复性差。如图2，称重时，当称量容器和环境都带负电荷时，所产生的静电力向下（黄色箭头），这导致样品显得更重；当称量容器和环境都带相反电荷时，所产生的力向上（黄色箭头），这导致样品显得更轻。

图2. 带静电的称量容器

由于静电可能对称重过程本身或结果产生不利影响，因此需要通过耗时的材料选择或材料处理程序来解决这些影响。在某些情况下，物料的称量由于处理过程中静电电荷的积聚而几乎无法完成。另外，某些物料的静电性能可能会随着环境湿度的升高和降低而变化，从而更加难以称重。通常，当相对湿度低于45%时，静电现象会变得更严重，冬季高纬度地区或空调房或暖气房通常会发生这种情况。因此，天平用户在不同季节或时间面临的条件不同，导致难以再现天平称量的结果。因此，所有天平制造商都被要求采用适当的技术解决方案来应对称重时存在的静电问题。

 

Q3 静电产生的原因是什么呢？
在日常的实验室称重工作中，我们该如何有效解决静电对称重的不利影响？
ANSWER
称重过程产生静电的一个原因是摩擦起电效应，摩擦起电效应是指当两种不同的材料接触，然后分离时发生的电荷转移现象。最终会导致一种材料获得电子并带负电，而另一种材料失去电子并带正电。这种电荷分离会在这两种材料之间产生电势差，从而产生静电，例如实验人员戴手套接触玻璃容器时。这种影响也会发生在硝酸纤维素膜等过滤膜上。

天平的所有称重系统都会受到静电效应的影响，但主要是会对读数精度低于0.1毫克的天平的称重值产生重大影响。在消除称重过程静电的各种方法中，有一种方法是在天平防风罩的所有玻璃元件上使用完全透明的导电涂层，它将天平的称重室转变为法拉第笼，能尽可能减少或避免静电的影响，且效果很好。

SOLUTION
法拉第笼是一种导电外壳，通过重新分配其表面的电荷来阻止外部电场，可提供有效的电磁屏蔽。全新一代的Cubis® II半微量天平的所有玻璃防风罩都具有此重要功能。

图3. 带导电涂层的防风罩作为法拉第笼，保护称重系统不受外部静电场的影响

表1. 外部静电场检测结果

实际实验表明，赛多利斯带导电涂层的天平防风罩使新一代Cubis® II半微量天平能有效防止外部静电场对称重的影响，使其即使在粉末、离心管、烧杯等带电环境中也能确保得到准确可靠的称重结果。
那么，除了带导电涂层的防风罩，赛多利斯还有哪些应对静电影响的有效技术解决方案，欲知其中缘由，且听下期分解。