Známe dobře starý školní pokus, že při tření ebonitové tyče liščím ohonem vzniká elektrický náboj. Proč je tomu tak a proč se tento pokus podobá problémům s elektrizovanými vlasy naší tazatelky?

Vlasy jako liščí ohon

Ebonit je druh tvrdé pryže, je to tedy uměle vyrobená hmota, polymer. Mnohé polymery mají schopnost při tření vytvářet na svém povrchu elektrický náboj [1], například polyester nebo polypropylen, což jsou polymery běžně používané pro výrobu textilních vláken. A liščí ohon zase připodobňuje lidské vlasy, obojí má totiž stejný chemický základ – bílkovinu keratin [2]. Jak polymery, tak keratin jsou látky nevodivé (izolátory), avšak liší se schopností vydávat/přijímat elektrony. Zatímco lidský (i liščí) keratin je látka obecně na elektrony „bohatá“, která ráda elektrony „ztrácí“ (odborně hovoříme o nízké elektronové afinitě), zmiňované polymery jsou látky na elektrony obecně „chudé“, tj. sem tam nějaký navíc snesou (vysoká elektronová afinita).

Při mechanickém tření polymeru a keratinu se tedy setkávají dva příhodní partneři. Jeden, co elektrony rád ztrácí (lidský vlas, liščí chlup…), a jeden, co ty poztrácené elektrony milerád přijme za své (např. polypropylenový hřeben). Oba byvši navíc dobrými izolátory nemají s nově nastolenou (či nabitou) realitou příliš ochoty cokoli činit, a tak zůstávají nabité (dokud nenajdou způsob, jak se přebytečného náboje zbavit, např. výbojem). A protože souhlasně elektricky nabité předměty se odpuzují, budou se i elektricky nabité vlasy navzájem odpuzovat a „stát na hlavě“ [3].

Odborně se tomu říká triboelektrický jev (řec. tribein – třít se, tulit se) a jeho síla závisí na všem možném – od vlhkosti vzduchu (čím vyšší vlhkost, tím nižší efekt) přes konkrétní složení materiálu (např. šedivé vlasy, povětšinou duté, „elektrizují“ snadněji – proto my šedivějící vypadáme častěji rozčepýřenější) po kupříkladu poměr plynů ve vzduchu v konkrétní místnosti. Tento jev není zdaleka jen středoškolská legrácka (či nepříjemnost při úpravě vlasů). Za příznivých okolností mohou např. výboje („praskání hřebenu“ při česání nebo jiskřičky při svlékání polyesterového oblečení ze suché kůže) představovat řádově kilovolty (cca 3 na 1 mm vzdálenosti). A to je dost silné na přeměnu části molekul kyslíku na ozon.

Lze ucítit ozon?

Čich „zdravého člověka“ je údajně schopen zachytit ozon v koncentraci 7 ppb (částic na jednu miliardu) [4], což je ovšem extrém. Typičtější jsou koncentrace zhruba dvoj- až trojnásobné. Samotný výboj při česání ale trvá pouze nanosekundy a má velmi malou energii – vymění se při něm řádově desítky biliony elektronů, což je poměrně málo. Ze zákonů fyziky totiž známe celkový počet částic vzduchu v bezprostředním okolí hřebenu, jehož objem jsme pracovně odhadli na 224 ml. Aby ozon dosáhl výše zmíněné koncentrace 7 ppb a my jsme měli šanci ho ucítit, muselo by okolo hřebenu vzniknout asi 42 bilionů molekul ozonu. To znamená, že i kdyby při náboji náhodou vznikl dostatek elektronů, musel by se veškerý tento náboj přeměnit právě na chemickou energii uplatněnou při vzniku ozonu. To považuji za nepravděpodobné.

Nelze ale vyloučit, že při opravdu intenzivním česání a použití hřebenu z materiálu, který je schopen ozon částečně pohltit na svůj povrch, by to nastat mohlo.

Co s tím můžeme dělat?

Nuže, jak těmto jevům zabránit? Jedna možnost je nepoužívat syntetická vlákna v oděvech. Ale všichni víme, že je to prakticky nemožné; všechno nemůže být pouze ze 100% bavlny nebo viskózy. Další patálií jsou hřebeny – prakticky už nikde nenarazíte na hřebeny vyrobené z celuloidu, kostí nebo dřeva. Není bez zajímavosti, že některé povrchové úpravy vlasů (laky, pomády, barvy), jakož i hřebenů (např. pokovení) nás mohou nepříjemností zbavit vcelku snadno. Ponechávám ovšem na čtenáři, jak moc je „elektrizace“ vlasů (či kůže) život otravující, aby taková opatření byla nutná.

Budeme-li hledat další způsoby, jak elektrický náboj z vlasů a oděvů odvést pryč, nabízí se nejběžnější vodič – voda. V zimním období je ve vzduchu mnohem méně vody. Například je-li venku +10 °C a vlhkoměr ukazuje 50% vlhkost, je ve vzduchu ve skutečnosti téměř 2,5× méně vody, než když nám vlhkoměr ukazuje 50 % v létě při 25 °C [5]. Protože si vysušený zimní vzduch napustíme do našich domovů, a ještě si přitopíme, máme ve vzduchu opravdu málo vody, která by nám pomohla elektrický náboj (nejen) z vlasů odvést pryč. Nejvýraznější je rozdíl, pokud venku mrzne.

Co s tím? Nepředpokládáme, že si budete česat pouze vlhké vlasy nebo se oblékat do vlhkého oblečení… V první řadě se můžeme pokusit zvýšit vlhkost vzduchu v místnosti nějakými zvlhčovači. Další možností je odvést elektrický náboj pomocí speciálních šamponů nebo kondicionérů, které učiní vlasy mírně elektricky vodivějšími i v suchém vzduchu. Podobně existují i prací prostředky na oděvy s přísadou antistatických látek. Je dobré vyhledat antistatické přípravky na internetu. Někdy ale pomůže obyčejné navlhčení hřebenu a pročesání vlasů tímto hřebenem.

Pro Zeptej se vědce odpovídali Rudolf a Dan