Wat is elektro-osmose?
In een fenomeen dat elektro-osmose wordt genoemd, kunnen vloeistoffen door kleine ruimtes in een barrière worden verplaatst wanneer er een elektrische lading is. Het komt voor in natuurlijke stoffen zoals grond en in metselproducten zoals baksteen en cement. Analyse van de fysica van elektro-osmose wordt uitgevoerd door kleine buisjes te modelleren die microkanalen worden genoemd. De wand van een kanaal in grond of beton heeft positief geladen ionen. Het binnenoppervlak is negatief geladen, waardoor de elektrische dubbele laag ontstaat die ervoor zorgt dat de vloeistof beweegt.
Elektro-osmose wordt ook beïnvloed door het type materiaal dat de ruimte omgeeft, evenals de vloeistof die erdoorheen beweegt, zoals water of chemicaliën die in industriële processen worden gebruikt. Vloeistoffen bewegen meestal met dezelfde snelheid door de breedte van de buis of ruimte, maar op microscopisch niveau wordt een laag langzamer bewegende vloeistof gevonden waar de positieve lading is. In de biologie kan dit verklaren hoe vloeistof door de kleine blaasjes in planten wordt verplaatst, wat bekend staat als vasculaire plantenbiologie van elektro-osmose. Water uit de grond moet door de stengels en takken van bomen en planten worden getrokken zodat voedingsstoffen overal kunnen komen.
Andere processen vinden plaats samen met dit type osmose, zoals de beweging van geladen deeltjes in een vloeistof, of elektroforese, en de feitelijke beweging van deze vloeistof in het elektrische veld, dat elektro-endosmose wordt genoemd. De kenmerken van deze processen kunnen wetenschappelijk worden gemeten en gemodelleerd. Dit heeft ingenieurs in staat gesteld manieren te vinden om elektro-osmose te gebruiken als een voordeel in plaats van als een last voor huizen en civieltechnische projecten.
Mensen hebben hiervan gebruik gemaakt om water te ontsmetten en barrières te creëren die de bodem op heuvels stabieler maken. Bodemeigenschappen kunnen op natuurlijke wijze worden gewijzigd door aan te passen hoe dik de elektrische dubbele laag is, die de zuurgraad van de bodem kan beïnvloeden. De verandering in vochtgehalte zorgt ook voor efficiëntere manieren om het volume en de hechting van verschillende grondsoorten te veranderen. Deze veranderingen kunnen op schaal worden gemodelleerd in het laboratorium, zodat ingenieurs weten hoe ze de beste fysica van elektro-osmose in de echte wereld kunnen gebruiken.
Er zijn verschillende manieren bedacht om water uit kelders te houden en elektro-osmose is een efficiënte manier om vocht uit muren te houden. Water kan uit wandholtes worden gehouden met behulp van een elektro-osmose vochtbestendig systeem dat een elektrische spanning toevoegt, via titaniumanoden, om te voorkomen dat vloeistoffen in de grond binnendringen. Het vocht stroomt dan onschadelijk terug in de grond.