Pe măsură ce fluidul curge sub influența unui câmp electric

conferință Vserumynskaya cu participare internațională și o școală pentru tinerii oameni de știință „morfologie evolutiv si functionala a vertebratelor“ memorie Feliksa Yanovicha Dzerzhinskogo

II conferință științifico-practică „A învăța să vorbească în limba rusă. Probleme de limbi moderne în mass-media electronice“

conferință Vserumynskaya cu participare internațională și o școală pentru tinerii oameni de știință „morfologie evolutiv si functionala a vertebratelor“ memorie Feliksa Yanovicha Dzerzhinskogo

Adunarea a doua „Profesor al secolului XXI“

Conferința anuală științifice Facultatea de Economie de la Universitatea de Stat din Moscova numit după MV reviste consorțiu Lomonosov

Concursul internațional pentru cea mai bună lucrare științifică „ARS Sacra de audit»

III Congres Național de Medicină Regenerativă

A 2-a Conferință Internațională „Managementul mediului: tradiție și inovație“

Concursul internațional pentru cea mai bună lucrare științifică „ARS Sacra de audit»

Pe măsură ce fluidul curge sub influența unui câmp electric

Câmpul electric generat, de exemplu, o mică baterie poate provoca un flux rapid al fluidului în apropierea suprafeței solide. Rosu si negru pelete - ioni, galben - solvent. Albastru moleculă profil colorat lichid care ilustrează

Un grup de oameni de stiinta de la MSU afla mai multe despre modul în care curge fluidul sub influența unui câmp electric

Pe măsură ce fluidul curge sub influența unui câmp electric
Fluxul de fluid sub influența unui câmp electric printr-un tub capilar sau barieră poroasă, ca în acest caz, canalul mic se numește „electroosmoza“. Acest efect a fost descoperit în 1807 profesor la Universitatea din Moscova, originar din Germania, Reuss Ferdinand în timpul unui experiment destul de simplu. Tubul curbat de sticlă umplut cu apă, iar tubul de îndoire umplut cu substanță insolubilă pulbere (piatră ras sau nisip), astfel încât între cele două coturi de țeavă un septum poros. Atunci când apa din coturile la o tensiune, ea a început să se scurgă prin această partiție (figura din dreapta).

Asociat cu fenomenul mișcării electroosmoza a particulelor solide într-un lichid sub influența câmpului electric a fost numit electroforeză.

Simplitatea efectului ascunde în spatele unei fizica destul de complicată, în cazul în care oamenii de știință au putut afla doar un secol mai târziu, când fizicianul polonez Marian Smoluchowski în 1909 ar putea, teoretic, să descrie procesul de electroosmoză. De-a lungul secolului următor, nici o teorie nu este în cauză, și numai acum se dovedește că acesta este doar un caz special al unei teorii mai generale, se aplică numai în cazul în care lichidul curge de-a lungul suprafeței hidrofile, adică bine smachivaemoey în cazul în care ar trebui să fie luate în considerare (că Smoluchowski a făcut) efect de captare lichid. Se pare că, în cazul unei suprafețe hidrofobe, slab udate, trebuie să ia în considerare cu totul altceva.

Sa dovedit că doar puține detalii în timp, la momentul de înflorire a noilor științe - micro și nanofluidics - care se ocupă cu flux de fluid prin canale foarte subțiri. Prin canale ultra-subțire este foarte dificil de a organiza cursul cu ajutorul acțiunii mecanice, cum ar fi crearea unei diferențe de presiune pentru a fi puternic absurd. În cazul în care pompa este înlocuită cu o baterie mică, canalul ultra-subțire, puteți crea flux electroosmotic rapid.

În apropierea suprafeței încărcată a soluției formate un nor de ioni de semn opus, care este cauza fluxului electro-osmotic. Există două posibilități - în cazul în care taxele de suprafață sunt fixe, iar atunci când acestea se pot deplasa de-a lungul suprafeței sub influența câmpului electric aplicat. În cazul taxelor fixe sunt toate relativ ușor - datorită vitezei de alunecare fluxul electro-osmotica hidrofob este crescută. În cazul în care taxa de suprafață este în măsură să răspundă unui câmp electric aplicat ia naștere variante Oamenii de știință susțin greutate, uneori destul de neașteptat. De exemplu, articolul arată că este posibilă inducerea electro-osmotic chiar lângă suprafața neîncărcată sau, invers, pentru a suprima complet un astfel de flux în canale cu alunecos perfectă pereți încărcat.

Principalul „actor“ Teoria Smoluchowski a fost așa-numitul potențial zeta, parametru fizico-chimice, calculat conform unei formule și un vorbitor, în special, gradul de mobilitate electroosmotice și electroforetică: cu cât potențialul zeta, cu atât mai rapid fluxul mișcării fluidului sau particulelor. Până de curând, se credea că, de fapt, potențialul zeta este potențialul unei suprafețe solide la granița cu fluidul. Noul erou al teoriei rămâne aceeași, dar interpretarea este mult mai complicată.

„Se presupune în teoria Smoluchowski-zeta potențial egal cu potențialul de suprafață și este independentă de alte suprafețe care sunt adiacente, - Vinogradova susține. - Aceste constatări sunt rezultatul condițiilor hidrodinamice clasice de adeziune lichid la solid. În acest articol se arată că, în cazul suprafețelor hidrofobe nu este atât din cauza faptului că suprafața hidrofobă este alunecos, și sunt asociate cu ionii pot răspunde la o suprafață alunecoasă câmp electric“.

Acum, potențialul zeta a fost, de asemenea, legat de parametrii ce caracterizează mobilitatea taxa de suprafață și hidrodinamic de alunecare pe suprafață, și chiar a primit o dependență suplimentară cu privire la posibila prezență a altor suprafețe apropiate.

Viața cu o nouă teorie a devenit mai complicat, dar ușor de înțeles. Deci, această teorie a permis imediat pentru a rezolva câteva paradoxuri, timp de mulți ani, a rămas un mare semn de întrebare. De exemplu, este posibil să se explice rezultatele măsurătorilor de bule potențiale zeta și picături.

„Aceste măsurători au mult timp și în mod constant arată că potențialul lor zeta sunt aceleași ca și în stare solidă, - spune Olga Vinogradova. - Acest lucru se datorează, în special, prezența contaminanților pe suprafața de bule și picături. Am arătat că poluarea nu este de vina, și că potențialul zeta, în acest caz, este într-adevăr la fel ca și potențialul zeta în stare solidă, dar pentru un alt motiv. "

Teoria a ajutat, de asemenea, să înțeleagă fluxul electroosmotic aprig dezbătut în filmele de spumă.

aplicații practice posibile ale noii teorii, potrivit Vinogradova, foarte extinse, în cazul în care pentru nici un alt motiv pentru care potențialul zeta al conceptului este utilizat pe scară largă în multe domenii ale științei și tehnologiei, cum ar fi medicina, produse farmaceutice, prelucrarea minereurilor, tratarea apei, tratarea solului prin poluare și mai mult. Noua interpretare a acestui parametru va permite o mai bună înțelegere a rezultatelor măsurătorilor sale experimentale, se va controla, de asemenea, valoarea sa. Mai ales promițătoare de a utiliza noua teorie în domeniul micro- și nanofluidics, de exemplu, pentru a proiecta dispozitive „laborator de pe un cip“ și diode nanofluidic deja utilizate pentru detectarea și separarea biomolecule, precum și pentru conversia energiei.

„Dar, desigur, calea unei noi teorii pentru aplicații practice sunt întotdeauna foarte mult timp, - spune Vinogradov. - Cred că primul care va utiliza rezultatele noastre, va experimentatori ".

articole similare