Hvad er elektro-osmose?

I et fænomen kaldet elektro-osmose kan væsker flyttes gennem små rum i en barriere, når der er en elektrisk ladning. Det forekommer i naturlige stoffer som jord såvel som i murprodukter som mursten og cement. Analyse af elektro-osmosefysik udføres ved modellering af små rør kaldet mikrokanaler. Væggen på en kanal i jord eller beton har positivt ladede ioner. Den indre overflade er negativt ladet, hvilket skaber det elektriske dobbeltlag, der får væsken til at bevæge sig.

Elektro-osmose påvirkes også af den type materiale, der forer rummet, såvel som væsken, der bevæger sig gennem det, såsom vand eller kemikalier, der bruges i industrielle processer. Væsker bevæger sig typisk med samme hastighed gennem røret eller rummet, men på det mikroskopiske niveau findes et lag med langsommere bevægende væske, hvor den positive ladning er. I biologi kan dette forklare, hvordan væske bevæges gennem de små vesikler i planter, der er kendt som elektro-osmose vaskulær plantebiologi. Vand trukket fra jorden skal trækkes gennem stængler og grene af træer og planter for at næringsstoffer kan nå overalt.

Andre processer forekommer sammen med denne type osmose, såsom bevægelse af ladede partikler i en væske eller elektroforese, og den faktiske bevægelse af denne væske inden for det elektriske felt, der kaldes elektroendosmos. Egenskaberne ved disse processer kan måles og modelleres videnskabeligt. Dette har gjort det muligt for ingeniører at skabe måder at bruge elektro-osmose som en fordel snarere end at være en byrde for boliger og anlægsprojekter.

Mennesker har brugt dette til at dekontaminere vand og til at skabe barrierer, der gør jorden på bakkerne mere stabil. Jordegenskaber kan ændres naturligt ved at justere, hvor tykt det elektriske dobbeltlag er, hvilket kan påvirke jordens surhedsgrad. Ændringen i fugtighedsindhold muliggør også mere effektive måder at ændre volumen og vedhæftning af forskellige jordtyper. Disse ændringer kan modelleres efter målestok i laboratoriet, så ingeniører ved, hvordan de bedst kan udnytte elektro-osmosefysik i den virkelige verden.

Flere måder er blevet udtænkt til at holde vand ude i kældre, og elektro-osmose er en effektiv måde at holde fugt ud af væggene. Vand kan holdes ude af væghulrum ved hjælp af et fugtisikringssystem til elektrisk osmose, der tilføjer en elektrisk spænding via titanoder for at forhindre, at væsker i jorden indtræder i første omgang. Fugtigheden flyder derefter ufarligt tilbage i jorden.