不使用磁铁的高性能马达（二）：带电体的制造和带电方法的验证

　　从图中可以看出，库仑引力容易提高，电场强度可轻松超过空气的绝缘耐压。而从中便可找到利用库仑力时的最佳方案。首先，一个方案是根据空气的绝缘耐压将电荷浓度设定在10¹³左右。不过这并不是说在利用库仑引力时就不必将电荷浓度设定为10¹⁴个/cm³。电荷浓度的调整也可通过混合高浓度带电的粒子和不带电的粒子来实现。不带电的粒子是绝缘体即可，可以使用高分子及低价材料，还可自由设定能够稳定生产的离子注入量。而在库仑斥力方面，不会因电场相互抵消而发生放电现象，在浓度上没有限制。在需要强力时，最好是只利用斥力。

水分子离子是难敌对手

　　下面来研究一下带电材料的使用方法。由于同电位带电的球体具有斥力，因此在保存及面状涂布时需要下一番工夫。

　　在保存在瓶状容器中时，带电体会在斥力下反弹而浮于空中。杂质浓度在每1cm³为10¹⁶个时，5μm Si粒子的上下距离以0.26mm最为合适。由于水平方向上的距离设定为无限远，因此具有适于保存的带电量。也许需要采取使容器保持逆电位来进行保存的手段。

　　在涂布方面，粒子因库仑斥力的缘故而难以多层化，基本以单层涂布为主。在与带电粒子保持逆电位的面上进行散布后，利用强力粘合剂固定。必须在粘合剂硬化前保持正电位。估计在树脂中嵌入带电体的板材等也很实用。

图4：带电体的树脂封装法示例

　　无论制造时还是使用时，都需要注意可动电荷，尤其是水分子离子的吸附现象。正如高湿度下难以实施静电实验一样，湿气是静电的大敌。带电体表面附带有水分子的话就会被离子化，使带电体的总电荷量降低。即使将带电体封闭起来，也同样存在起因于电荷易于移动这一特性的弱点。制造时需要在干燥氮气环境下进行，封装时也要在干燥氮气中操作。水分子的存在不仅会使库仑力下降，而且还会导致空气的绝缘破坏电压下降。这种水分子离子的吸附可能成为难以对带电体加以应用的原因。作为对策，可以采取双层密封、采用除湿材料或强制除电等多种手段。对易于移动的电荷进行处理的带电体工程学，实际上就是针对外部可动电荷的一场拉锯战。