Friction, tribochemistry and triboelectricity: Recent progress and perspectives

RSC Advances

Volumn 4, Issue 109, 2014, Pages 64280-64298

  Galembeck, Fernando ^a,c   Burgo, Thiago A L ^b   Balestrin, Lia B S ^c   Gouveia, Rubia F ^a   Silva, Cristiane A ^a   Galembeck, André ^d  

^a CENTRO NACIONAL DE PESQUISA EM ENERGIA E MATERIAIS   (Brazil)

^b ARGONNE NATIONAL LABORATORY   (United States)

^c UNIVERSITY OF CAMPINAS   (Brazil)

^d FEDERAL UNIVERSITY OF PERNAMBUCO   (Brazil)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ADSORPTION; BEARINGS (MACHINE PARTS); CHARGE TRANSFER; ELECTROSTATIC DEVICES; FRICTION; ION EXCHANGE; MASS TRANSFER; PHASE INTERFACES; POLYMERS;

CHARGE EXCHANGES; GAS-SOLID INTERFACE; MASS TRANSFER PHENOMENA; MECHANICAL ACTION; MECHANOCHEMICALS; REACTIVE PLASMAS; TRIBO-ELECTRIC SERIES; WATER ADSORPTION;

TRIBOELECTRICITY;

EID: 84914141509     PISSN: None     EISSN: 20462069     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c4ra09604e     Document Type: Review

References (178)

1. W. F. Harper, in Contact and Frictional Electrification, Clarendon Press, Oxford, 1967
2. P. Iversen D. J. Lacks J. Electrost. 2012 70 309
3. R. P. Olenick, T. M. Apostol, D. L. Goodstein, in Beyond the Mechanical Universe: from Electricity to Modern Physics, Cambridge University Press, 1986
4. M. Faraday Philos. Trans. R. Soc. London 1843 133 17
5. J. C. Maxwell, in A Treatise on Electricity and Magnetism, Dover, New York, 1892
6. L. B. Schein J. Electrost. 1999 46 29
7. J. H. Dessauer and A. E. Clark, Xerography and Related Processes, Focal Press, New York, 1965
8. L. B. Schein, Electrophotography and Development Physics, Berlin, Springer, 1992
9. M. D. Taylor and P. E. Seeker, in Industrial Electrostatics: Fundamentals and Measurements, Research Studies Press, Stevenage, 1994
10. A. Frenot I. S. Chronakis Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 2003 8 64
11. R. Gerhard-Mulhaupt and M. C. Joseph, in Electrets, Laplacian Press, California, 1999
12. G. M. Sessler J. Electrost. 2001 51/52 137
13. H. Kawamoto S. Umezo J. Electrost. 2007 65 438
14. A. A. Moshkin S. A. Moshkina J. Electrost. 1997 40/41 681
15. M. Lungu Miner. Eng. 2004 17 69
16. A. G. Bailey J. Electrost. 2001 51/52 82
17. L. B. Schein Science 2007 316 1572
18. G. S. P. Castle J. Electrost. 1997 40/41 13
19. L. B. Loeb Science 1945 102 573
20. J. Lowell A. C. Rose-Innes Adv. Phys. 1980 29 947
21. L. S. McCarty G. M. Whitesides Angew. Chem., Int. Ed. 2008 47 2188
22. C. Y. Liu A. J. Bard Nat. Mater. 2008 7 505
23. M. W. Williams J. Electrost. 2013 71 53
24. R. F. Gouveia F. Galembeck J. Am. Chem. Soc. 2009 131 11381
25. B. Baytekin H. T. Baytekin B. A. Grzybowski J. Am. Chem. Soc. 2012 134 7223
26. D. J. Lacks Angew. Chem., Int. Ed. 2012 51 6822
27. S. C. Liang J. P. Zhang L. S. Fan Ind. Eng. Chem. Res. 1996 35 2748
28. D. Boland Q. A. W. Al-Salim D. Geldart Chem. Eng. Sci. 1969 24 1389 1390
29. S. H. Voldman IEEE J. Solid-State Circuits 1999 34 1272
30. E. Harms Am. J. Psychiatry 1955 111 933
31. G. S. P. Castle J. Electrost. 2001 51 1
32. P. Holdstock J. Smallwood J. Electrost. 2013 71 509
33. http://primis.phmsa.dot.gov/comm/reports/safety/psi.html?nocache=6464
34. F. G. Eichel Chem. Eng. 1967 13 153
35. M. Glor J. Electrost. 1985 16 175
36. P. Field J. Hazard. Mater. 1984 8 223 238
37. L. Perrin A. Laurent V. Falk O. Dufaud M. Traoré J. Loss Prev. Process Ind. 2007 20 207
38. Occupational Safety and Health Administration (OSHA), https://www.osha.gov/dsg/combustibledust/index.html
39. Occupational Safety and Health Administration (OSHA), Hazard Communication Guidance for Combustible Dusts, 2009, pp. 3371-3378
40. A. Mehrotra F. J. Muzzio T. Shinbrot Phys. Rev. Lett. 2007 99 058001
41. S. Karner N. A. Urbanetz J. Aerosol Sci. 2011 42 428
42. M. Murtomaa E. Rasanen J. Rantanen A. Bailey E. Laine J.-P. Mannermaa J. Yliruusi J. Electrost. 2003 57 91
43. M. K. Mazumder M. N. Horenstein J. Stark P. Girouard R. C. Sumner B. Henderson O. Sadder I. Hidetaka A. Biris A. R. Sharma Conference Record of the IEEE Industry Applications Conference, IAS Annual Meeting 2011 49 1793
44. C. I. Calle C. R. Buhler M. R. Johansen M. D. Hogue S. J. Snyder Acta Astronaut. 2011 69 1082
45. J. E. Vinson J. J. Liou Proc. IEEE 1998 86 399
46. Intel Packaging Databook, chapter 3: ESD/EOS, http://www.intel.com/design/packtech/packbook.htm
47. B. Ambroise, T. P. Arys and S. M. Kniazeva, U.S. Pat App. no. 2012/0141744, 2012
48. S. A. Hanson, H. J. W. Moolenaar, Y. M. Feay and H. E. Dobbs, U.S. Pat. no. 5,914,191, 1997
49. R. A. Weiss, U.S. Pat. no. 4,288,352, 1979
50. IUPAC Gold Book, PAC 1994, 66, 1077
51. A. Klinkerberg and J. L. van der Minne, in Electrostatics in the Petroleum Industry, Elsevier, Amsterdam, 1958
52. J. Gavis I. Koszman J. Colloid Sci. 1961 16 375
53. G. Touchard J. Electrost. 2001 51 440
54. M. El-Adawy T. Paillat Y. Bertrand O. Moreau G. Touchard IEEE Trans. Ind. Appl. 2010 46 1593
55. M. El-Adawy T. Paillat G. Touchard J. M. Cabaleiro IEEE Trans. Ind. Appl. 2011 18 1463
56. H. L. Walmsley J. Phys. D: Appl. Phys. 1982 15 1907
57. K. Yatsuzuka Y. Mizuno K. Asano J. Electrost. 1994 32 157
58. K. Yatsuzuka Y. Higashiyama K. Asano IEEE Trans. Ind. Appl. 1996 32 825
59. M. Matsui N. Murasaki K. Fujibayashi P. Y. Bao Y. Kishimoto J. Electrost. 1993 31 1
60. B. Ravelo F. Duval S. Kane B. Nsom J. Electrost. 2011 69 473
61. D. Choi H. Lee D. J. Im I. S. Kang G. Lim D. S. Kim K. H. Kang Sci. Rep. 2013 3 2037
62. T. Paillat E. Moreau G. Touchard IEEE Conf. Electr. Insul. Dielectr. Phenom. 2000 2 743 10.1109/CEIDP.2000.885233
63. N. Felici S. Larigaldie J. Electrost. 1980 9 59
64. C. F. Robinson, U.S. Pat. no. 2,539,163, 1969
65. A. J. Benkoczy and D. S. Grant, U.S. Pat. no. 3,034,020, 1960
66. W. C. Hall J. Appl. Phys. 1947 18 759
67. J. L. Heilbron, in Electricity in the 17th and 18th Centuries: A Study of Early Modern Physics, UC Press, 1979
68. P. E. Shaw Proc. R. Soc. London, Ser. A 1917 94 16
69. D. J. Lacks R. M. Sankaran J. Phys. D: Appl. Phys. 2011 44 453001
70. W. Thomson Proc. R. Soc. London 1867 16 67
71. CRC Handbook of Chemistry and Physics, ed., R. C. Weast, and, M. J. Astle, CRC Press, Boca Raton, FL, 1980-1981, 61st edn, p. F-214
72. A. G. Marin W. van Hoeve P. Garcia-Sanchez L. Shui Y. Xie M. A. Fontelos J. C. T. Eijkel A. van den Berg D. Lohse Lab Chip 2013 13 4503
73. K. Ovchinnikova G. H. Pollack Langmuir 2009 25 542
74. H. R. Corti A. J. Colussi Langmuir 2009 25 6587
75. L. P. Santos T. R. D. Ducati L. B. S. Balestrin F. Galembeck J. Phys. Chem. C 2011 115 11226
76. H. T. Baytekin B. Baytekin S. Soh B. A. Grzybowski Angew. Chem., Int. Ed. 2011 50 6766
77. R. F. Gouveia J. S. Bernardes T. R. D. Ducati F. Galembeck Anal. Chem. 2012 84 10191
78. R. G. Horn D. T. Smith A. Grabbe Nature 1993 366 442
79. R. Williams J. Colloid Interface Sci. 1982 88 530
80. J. H. Clint T. S. Dunstan Europhys. Lett. 2001 54 320
81. M. S. Amin T. F. Peterson M. Zahn J. Electrost. 2006 64 424
82. A. Coehn Ann. Phys. 1898 300 217
83. S. P. Hersch D. J. Montgomery Text. Res. J. 1955 25 279
84. J. Henniker Nature 1962 196 474
85. B. P. S. H. Henry J. Appl. Phys. 1953 4 31
86. J. A. Wiles B. A. Grzybowski A. Winkleman G. M. Whitesides Anal. Chem. 2003 75 4859
87. A. F. Diaz R. M. Felix-Navarro J. Electrost. 2004 62 277
88. M. W. Williams Am. Sci. 2012 100 316
89. L. S. McCarty A. Winkleman G. M. Whitesides J. Am. Chem. Soc. 2007 129 4075
90. S. W. Thomas S. J. Vella G. K. Kaufman G. M. Whitesides Angew. Chem., Int. Ed. 2008 47 6654
91. A. F. Diaz J. Guay IBM J. Res. Dev. 1993 37 249
92. A. F. Diaz D. Fenzel-Alexander Langmuir 1993 9 1009
93. A. F. Diaz J. Adhes. 1998 67 111
94. R. F. Gouveia C. A. R. Costa F. Galembeck J. Phys. Chem. B 2005 109 4631
95. L. C. Soares S. Bertazzo T. A. L. Burgo V. Baldim F. Galembeck J. Braz. Chem. Soc. 2008 19 277
96. R. F. Gouveia C. A. R. Costa F. Galembeck J. Phys. Chem. C 2008 112 17193
97. C. A. Rezende R. F. Gouveia M. A. da Silva F. Galembeck J. Phys.: Condens. Matter 2009 21 263002
98. J. S. Bernardes C. A. Rezende F. Galembeck J. Phys. Chem. C 2010 114 19016
99. T. A. L. Burgo C. A. Rezende S. Bertazzo A. Galembeck F. Galembeck J. Electrost. 2011 69 401
100. T. R. D. Ducati L. H. Simões F. Galembeck Langmuir 2010 26 13763
101. M. D. Hogue C. R. Buhler C. I. Calle T. Matsuyama W. Luo E. E. Groop J. Electrost. 2004 61 259
102. Z. Gu W. Wei J. Su C. W. Yu Scientific Reports 2013 3 1337
103. C. Liu A. J. Bard Chem. Phys. Lett. 2009 480 145
104. C. Liu A. J. Bard Chem. Phys. Lett. 2010 485 231
105. A. I. Gubanov Polymer Mechanics 1979 14 619
106. J. Lowell W. S. Truscott J. Phys. D: Appl. Phys. 1986 19 1281
107. J. T. Randall M. H. F. Wilkins Proc. R. Soc. London, Ser. A 1945 184 347
108. D. J. Lacks A. Levandovsky J. Electrost. 2007 65 107
109. S. Piperno H. Cohen T. Bendikov M. Lahav I. Lubomirsky Angew. Chem. 2011 123 5772
110. X. Ma D. Zhao M. Xue H. Wang T. Cao Angew. Chem., Int. Ed. 2010 49 5537
111. W. R. Salaneck A. Paton D. Clark J. Appl. Phys. 1976 47 144
112. J. Lowell J. Phys. D: Appl. Phys. 1977 10 L233
113. H. T. Baytekin A. Z. Patashinski M. Branicki B. Baytekin S. Soh B. A. Grzybowski Science 2011 333 308
114. A. M. Dubinskaya Russ. Chem. Rev. 1999 68 637
115. M. M. Caruso D. A. Davis Q. Shen S. A. Odom N. R. Sottos S. R. White J. S. Moore Chem. Rev. 2009 109 5755
116. T. A. L. Burgo T. R. D. Ducati K. R. Francisco K. J. Clinckspoor F. Galembeck Langmuir 2012 28 7407
117. H. G. Elias, in Macromolecules, Plenum Press, New York, 1984
118. S. R. llayarov T. A. Konovalova A. Waterfield A. L. Focsan V. Jackson R. Craciun L. D. Kispert J. S. Thrasher D. A. Dixon J. Fluorine Chem. 2006 127 1294
119. A. Oshima T. Seguchi Y. Tabata Radiat. Phys. Chem. 1999 55 61
120. L. B. S. Balestrin D. D. Duque D. S. da Silva F. Galembeck Faraday Discuss. 2014 10.1039/c3fd00118k
121. G. Heinicke, in Tribochemistry, Carl Hanser, Berlin, 1984
122. C. Matta O. L. Eryilmaz M. I. B. Bouchet A. Erdemir J. M. Martin K. Nakayama J. Phys. D: Appl. Phys. 2009 42 075307
123. P. M. Ireland J. Electrost. 2012 70 524
124. B. Deryagin, N. Krotova and V. Smilga, in Adhesion of Solids, Nauka, Moscow, 1973
125. R. P. Feynman, R. B. Leighton and M. Sands, in The Feynman Lectures on Physics, Addison-Wesley, 1964
126. B. D. Terris J. E. Stern D. Rugar H. J. Mamin Phys. Rev. Lett. 1989 63 2669
127. G. Binnig C. F. Quate Ch. Gerber Phys. Rev. Lett. 1986 56 930
128. C. M. Mate G. M. MacClelland R. Erlandsson S. Chiang Phys. Rev. Lett. 1987 59 1942
129. M. Munz J. Phys. D: Appl. Phys. 2010 43 063001
130. D. B. Asay S. H. Kim Rev. Sci. Instrum. 2006 77 043903
131. U. D. Schwarz O. Köster R. Wiesendanger Rev. Sci. Instrum. 1996 67 2560
132. A. L. H. Cardoso C. A. P. Leite F. Galembeck Langmuir 1999 15 4447
133. A. Galembeck C. A. R. Costa M. C. V. M. da Silva E. F. Souza F. Galembeck Polymer 2001 42 4845
134. E. Teixeira Neto F. Galembeck Colloids Surf., A 2002 207 147
135. H. T. Baytekin A. Z. Patashinski M. Branicki B. Baytekin S. Soh B. A. Grzybowski Science 2011 333 308
136. J. P. Santos P. Corpart K. Wong F. Galembeck Langmuir 2004 20 10576
137. F. Galembeck and C. A. R. Costa, in Encyclopedia of Surface and Colloid Science, Dekker Encyclopedias, New York, 2006
138. K. L. Mittal Pure Appl. Chem. 1980 52 1295
139. A. Baskin L. Ter-Minassian-Saraga Polymer 1978 19 1083
140. N. K. Adam, in The Physics and Chemistry of Surfaces, Dover Publications, New York, 1968
141. R. A. Costa L. Coltro F. Galembeck Angew. Makromol. Chem. 1990 180 85
142. T. A. L. Burgo L. B. S. Balestrin F. Galembeck Polym. Degrad. Stab. 2014 104 11
143. K. R. Francisco T. A. L. Burgo F. Galembeck Chem. Lett. 2012 41 1256
144. B. D. Terris J. E. Stern D. Rugar H. Mamin Phys. Rev. Lett. 1989 63 2669
145. N. Knorr AIP Adv. 2011 1 022119
146. A. Giffin P. Mehrani J. Electrost. 2010 68 492
147. B. A. Grzybowski A. Winkleman J. A. Wiles Y. Brumer G. M. Whitesides Nat. Mater. 2003 2 241
148. P. Creux J. Lachaise A. Graciaa J. K. Beattie A. M. Djerdjev J. Phys. Chem. B 2009 113 14146
149. E. Schrödinger, PhD thesis, University of Vienna, Vienna, 1910
150. A. E. Seaver J. Electrost. 2005 63 203
151. V. V. Turov I. F. Mironyuk Colloids Surf., A 1998 134 257
152. L.-T. Lee M. C. V. da Silva F. Galembeck Langmuir 2003 19 6717
153. L.-T. Lee C. A. P. Leite F. Galembeck Langmuir 2004 20 4430
154. J. A. Wiles M. Fialkowski M. R. Radowski G. M. Whitesides B. A. Grzybowski J. Phys. Chem. B 2004 108 20296
155. T. Frese D. Lovera J. K. W. Sandler G. T. Lim V. Altstädt R. Giesa H.-W. Schmidt Macromol. Mater. Eng. 2007 292 582
156. R. J. Hunter, in Zeta Potential in Colloid Science Principles and Applications, London, Academic, 1981
157. A. Baum T. J. Lewis R. J. Toomer J. Phys. D: Appl. Phys. 1977 10 487
158. E. Johansson K. Bolton D. N. Theodorou P. J. Ahlström J. Chem. Phys. 2007 126 22492
159. L. Herous M. Remadnia M. Kachi M. Nemamcha J. Eng. Sci. Technol. Rev. 2009 1 87
160. T. W. Healy D. W. Fuerstenau J. Colloid Interface Sci. 2007 309 183
161. K. G. Marinova R. G. Alargova N. D. Denkov O. D. Velev D. N. Petsev I. B. Ivanov R. P. Borwankar Langmuir 1996 12 2045
162. J. K. Beattie A. N. Djerdjev G. G. Warr Faraday Discuss. 2009 141 31
163. K. L. Johnson K. Kendall A. D. Roberts Proc. R. Soc. London, Ser. A 1971 324 301
164. B. V. Derjaguin V. M. Muller Y. P. Toporov J. Colloid Interface Sci. 1975 53 314
165. R. Budakian S. Putterman Phys. Rev. Lett. 2000 85 1000
166. T. A. L. Burgo C. A. Silva L. B. S. Balestrin F. Galembeck Sci. Rep. 2013 3 2384
167. T. A. L. Burgo A. Erdemir Angew. Chem., Int. Ed. 2014 53 12101
168. The Future of Colour Electrophotographic Printing to 2015, http://www.smitherspira.com/the-future-of-colour-electrophotographic-printing-to-2015.aspx
169. D. M. Pai B. E. Springett Rev. Mod. Phys. 1993 65 163
170. L. F. Valadares F. D. Bragança E. Linares F. Galembeck J. Phys. Chem. C 2008 112 8534
171. F. D. Braganca L. F. Valadares C. A. D. Leite F. Galembeck Chem. Mater. 2007 19 3334
172. J. Jin T. Higuchi M. Kanemoto IEEE Trans. Ind. Electron. 1995 42 467
173. Z. L. Wang ACS Nano 2013 7 9533
174. Z.-H. Lin G. Cheng L. Lin S. Lee Z. L. Wang Angew. Chem., Int. Ed. 2013 52 12545
175. G. Cheng Z.-H. Lin Z.-I. Du Z. L. Wang ACS Nano 2014 8 1932
176. Y. Su X. Wen G. Zhu J. Yang J. Chen P. Bai Z. Wu Y. Jiang Z. L. Wang Nano Energy 2014 9 186
177. L. Zheng Z.-H. Lin G. Cheng W. Wu X. Wen S. Lee Z. L. Wang Nano Energy 2014 9 291
178. S.-H. Kwon J. Park W. K. Kim Y. Yang E. Lee C. J. Hwang S. Y. Park J. Lee Y. S. Kim Energy Environ. Sci. 2014 7 3279