Vad är Electro-osmos?

July 28

I ett fenomen som kallas elektroosmos, kan vätskor förflyttas genom små utrymmen i en barriär när det finns en elektrisk laddning. Den förekommer i naturliga ämnen såsom jord samt i murverksprodukter som tegel och cement. Analys av elektro-osmos fysik bedrivs genom modellering små rör som kallas mikrokanaler. Väggen hos en kanal inom jord eller betong har positivt laddade joner. Den inre ytan är negativt laddad, vilket skapar det elektriska dubbelskikt som bringar fluiden att röra sig.

Elektroosmos påverkas också av den typ av material som bekläder utrymmet, såväl som fluiden rör sig genom det, såsom vatten eller kemikalier som används i industriella processer. Vätskor flyttar vanligtvis med samma hastighet genom bredden av röret eller utrymme, men på mikroskopisk nivå, är ett lager av långsammare vätska fann där den positiva laddningen är. I biologi, kan detta förklara hur vätskan förflyttas genom de små blåsor inom växter, som är känd som elektro-osmos kärlväxtbiologi. Vatten tas från marken måste dras genom stammar och grenar av träd och växter för näringsämnen att nå överallt.

Andra processer uppstå längs med denna typ av osmos, såsom rörelsen hos laddade partiklar i en vätska, eller elektrofores, och den faktiska rörelsen hos detta fluidum inom det elektriska fältet, som kallas elektroendosmos. Egenskaperna hos dessa processer kan mätas och modelleras vetenskapligt. Detta har gjort det möjligt ingenjörer att skapa sätt att använda elektro-osmos som en fördel snarare än att det är en börda för hem och anläggningsprojekt.

Människan har utnyttjat detta för att sanera vatten, och för att skapa hinder som gör jorden på kullar stabilare. Jord egenskaper kan ändras naturligt genom att justera hur tjockt det elektriska dubbelskiktet är, vilket kan påverka surheten i jorden. Förändringen i fukthalt möjliggör också effektivare sätt att ändra volymen och vidhäftning av olika jordarter. Dessa förändringar kan modelleras för att skala i laboratoriet, så ingenjörer vet hur man bäst utnyttjar elektro-osmos fysik i den verkliga världen.

Flera sätt har tagits fram för att hålla vatten ur källare, och elektro osmos är ett effektivt sätt att hålla fukten ur väggarna. Vatten kan hållas utom vägghåligheter som använder en elektro osmos fuktspärr system som ger en elektrisk spänning, via titan anoder, för att förhindra att vätskor i marken från att komma in i första hand. Fukten rinner sedan tillbaka ofarligt i marken.

  • Kapillär verkan är ansvarig för att förflytta vatten genom xylem av en vaskulär växt.