Gibt es eine Möglichkeit, die Van-der-Waals-Kräfte zwischen zwei Materialien zu maximieren, indem ein Material elektrifiziert wird, wodurch Dipole / sofortige Dipole erzeugt und somit stärkere Van-der-Waals-Kräfte erzeugt werden? wurde das dokumentiert?
Es gibt drei Haupttypen von Van-der-Waals-Kräften:
Keesom-Kräfte : Dipol-zu-Dipol-Anziehung zwischen entgegengesetzt geladenen Enden von permanenten Dipolmolekülen. Wasserstoffbrückenbindungen sind eine besonders starke Form der Keesom-Kraft. Es ist dafür verantwortlich, dass Wasser bei den auf unserem Planeten vorherrschenden Temperaturen in flüssiger und fester Form kondensiert und die charakteristischen Formen von Proteinen und DNA lose beibehält. Ohne diese Form der Van-der-Waals-Bindung wäre das Leben, wie wir es kennen, nicht möglich.
Londoner Dispersionskräfte : Wenn die Elektronenwolken elektrisch neutraler Atome in einem Molekül vorübergehend zu einer Seite schwanken, können sie Elektronen in einem benachbarten Molekül dazu bringen, auf die gegenüberliegende Seite zu fliegen, was einen Welleneffekt zwischen nahe gelegenen Molekülen erzeugt. Vorübergehend positive und negative Pole benachbarter Moleküle können beginnen, gemeinsam zu schwingen, wodurch eine vorübergehende Bindung zwischen ihnen entsteht. Die Londoner Dispersionskräfte leisten in den meisten Fällen mit Ausnahme von Wasser den weitaus größten Beitrag zur Van-der-Waals-Bindung.
Debye-Kräfte : Ein permanentes Dipolmolekül kann einen temporären Dipol in einem benachbarten Molekül induzieren.
Dies sind alles sehr schwache Wechselwirkungen, wie die Tabelle der Dipolmomente in diesem Link zeigt: http://www.chemguide.co.uk/atoms/bonding/vdwstrengths.html (scrollen Sie nach unten zu Tabelle 10.2 - das Dipolmoment ist ein Vektor der den Grad der Polarität misst).
Sie könnten ein Magnetfeld in einem paramagnetischen oder ferromagnetischen Material induzieren, indem Sie es in die Nähe eines Permanentmagneten bringen, wodurch sich die Moleküle ausrichten, aber die resultierende Anziehung zu anderen Materialien wäre keine Van-der-Waals-Kraft.
Wenn Sie elektrischen Strom durch ein Material leiten, können Sie ein Magnetfeld induzieren, aber das wäre keine Van-der-Waals-Kraft. Wie Bort in seinem Kommentar feststellte, wäre das Induzieren einer elektrostatischen Wechselwirkung auch keine Van-der-Waals-Kraft.
Umsichtige Materialauswahl, Reduzierung des Raums, der die Materialien trennt, und Vergrößerung der Kontaktfläche sind die Methoden, die im Allgemeinen verwendet werden, um die Wirkung von Van-der-Waals-Kräften zu verstärken. Forscher haben sich an Geckos ( http://news.sciencemag.org/2002/08/how-geckos-stick-der-waals ) gewandt, um Hinweise zur Erhöhung der Stärke zu erhalten. Hier ist ein Bericht darüber, wie diese Forschung zum Entwerfen von Klettermatten verwendet wird: http://physicsbuzz.physicscentral.com/2014/11/gecko-style-climbing-becomes-reality.html .
Hier ist ein Bericht über die von Geckos verwendete Van-der-Waals-Technologie, die zur Entwicklung von synthetischen lösbaren Klebebändern und anderen Klebstoffen verwendet wurde. Sie können auf das Menü oben links neben dem Link klicken, um weitere Informationen zu entwickelten Klebstoffen, eine Bibliographie und sogar ein DIY-Video zu erhalten: http://robotics.eecs.berkeley.edu/~ronf/Gecko/ gecko-fakten.html . Und hier ist ein eher technischer Artikel über die Entwicklung einer Gecko-ähnlichen Klettertechnologie, die für den menschlichen Gebrauch skaliert wurde: http://rsif.royalsocietypublishing.org/content/12/102/20140675#ref-14
Bort