何十年もの間、私たちは雨の腐食作用を、溶けた塩、酸、そして保護コーティングを摩耗させる絶え間ない打撃のせいにしてきた。塗料、ポリマーフィルム、酸化物層はすべて、化学的攻撃に耐えるように設計されていた。しかし、どうやら雨粒は衝撃的な秘密を隠していたようだ。雨粒は、引っかいたり溶かしたりするのではなく、文字通り小さな穴を吹き飛ばす、スパークがギャップを飛び越えるように、絶縁コーティングに穴を開けるのに十分な強さの電荷を帯びて到着するのだ。

ドイツ・マインツのマックス・プランク高分子研究所のZhongyuan Ni、Rüdiger Berger、Hans-Jürgen Buttが率いる新しい研究が、この電気的な現象を明らかにした。犯人は「スライド帯電」と呼ばれるもので、最近になって初めて定量化されたプロセスだ。水滴が葉、塗装された壁、窓ガラス、プラスチックパネルなどの絶縁表面を滑ると、その表面から電荷を奪い、反対の電荷を残す。これらの電荷は些細なものではない。水滴は最大9,000ボルトまで測定されている。

研究チームは、そのような帯電した水滴が表面に落ちると何が起こるのかを知りたかった。彼らは、雨水を模倣するためにひとつまみの塩を加えた35マイクロリットルの水滴（大きな雨粒ほどの大きさ）を、50度に傾けた表面に放出した。水滴は約4センチ滑り、電荷を帯び、端から転がり落ち、5ミリ下にある、最も化学的に耐性のあるコーティングの1つである60ナノメートルのテフロンフィルムでコーティングされた銅板に落ちた。傾斜した表面には、ムラサキオモトの葉、PVCフォームボード、透明なポリスチレンのシートが含まれており、雨粒が遭遇する可能性のある実際の表面である。

帯びた電荷は、葉からの0.2ナノクーロンから、フッ素化石英からの2ナノクーロンまでの範囲だった。雨粒中の1ナノクーロンは、数千ボルトに相当する。3,000滴（およそ午後の穏やかな雨）の後、4つの表面すべての下にある銅板は、テフロンコーティングにもかかわらず腐食していた。原子間力顕微鏡により、テフロンフィルム全体よりも深く、金属まで完全に貫通する数ナノメートルの深さのピットが明らかになった。滑らずに直接落ちた水滴（したがって電荷を帯びていない）は、同じ3,000回の衝撃の後、表面を無傷のままにした。

高速カメラがそのメカニズムを捉えた。中性の水滴は接触するまで滑らかで丸い底面を保つが、帯電した水滴の底面はテイラーコーン（静電力が表面張力を上回るときに形成される鋭い形状）に伸びる。これは、水滴と金属の間の電界が水を変形させるのに十分な強さになったことを示していた。水滴を導電性の壁の上に浮かぶ導電性の球としてモデル化し、研究チームは、2ナノクーロンを帯びた水滴が、表面から約10マイクロメートルの距離で、テフロンの絶縁破壊しきい値である1ミリメートルあたり60キロボルトに達することを計算した。19キロボルト毎ミリメートルで絶縁破壊するポリスチレンの場合、絶縁破壊は50マイクロメートル外側で発生する。

コーティングが絶縁しなくなると、電荷は微小な誘電破壊で突き抜ける。これはコンデンサを破壊するのと同じ故障モードだ。電荷移動はほぼ完全で、2ナノクーロンで到着した水滴は1.8を銅に放出し、0.016ナノクーロン（開始時の1％未満）だけを残して跳ね返った。

この効果には限界がある。12マイクロメートルのポリスチレンフィルムは貫通されたが、130マイクロメートルのフィルムは生き残った。しかし、ほとんどの塗料コーティングは厚さが数マイクロメートルしかなく、ナノクーロンスケールの電荷はこれらのほとんどを突破できる。一度破られると、露出した金属は塩分を含んだ水滴と新鮮な電位差の中に置かれ、通常の電気化学が保護されるはずだった表面を腐食させることができる。

研究チームは、ラマン分光法とX線回折を用いて腐食生成物を特定した。酸化第一銅と塩基性塩化銅（風化した銅屋根に見られる淡緑色の化合物）である。元素マッピングは、酸素と塩素が流入し、フッ素と炭素が減少することを示した。