Hva er elektro-osmose?

I et fenomen som kalles elektro-osmose, kan væsker flyttes gjennom bittesmå rom i en barriere når det er en elektrisk ladning. Det forekommer i naturlige stoffer som jord så vel som i murprodukter som murstein og sement. Analyse av elektro-osmosefysikk utføres ved å modellere små rør kalt mikrokanaler. Veggen på en kanal i jord eller betong har positivt ladede ioner. Den indre overflaten er negativt ladet, og skaper det elektriske dobbeltlaget som får væsken til å bevege seg.

Elektro-osmose påvirkes også av typen materiale som forer rommet, samt væsken som beveger seg gjennom det, for eksempel vann eller kjemikalier som brukes i industrielle prosesser. Væsker beveger seg typisk med samme hastighet gjennom røret eller rommet, men på det mikroskopiske nivået finner man et lag med tregere bevegelig væske der den positive ladningen er. I biologi kan dette forklare hvordan væske blir flyttet gjennom de små vesiklene i planter, som er kjent som elektro-osmose vaskulær plantebiologi. Vann som trekkes fra jorda må trekkes gjennom stilkene og greinene av trær og planter for at næringsstoffer skal nå overalt.

Andre prosesser oppstår sammen med denne typen osmose, for eksempel bevegelse av ladede partikler i en væske, eller elektroforese, og den faktiske bevegelsen av dette fluidet i det elektriske feltet, som kalles elektroendosmosis. Egenskapene til disse prosessene kan måles og modelleres vitenskapelig. Dette har gjort det mulig for ingeniører å skape måter å bruke elektro-osmose på som en fordel i stedet for at det er en belastning for hus og anleggsprosjekter.

Mennesker har benyttet seg av dette for å rense vann, og for å skape barrierer som gjør jord på åser mer stabil. Jordegenskaper kan endres naturlig ved å justere hvor tykt det elektriske dobbeltlaget er, noe som kan påvirke jordens surhet. Endringen i fuktighetsinnholdet åpner også for mer effektive måter å endre volum og vedlikehold av forskjellige jordtyper. Disse endringene kan modelleres etter målestokk i laboratoriet, slik at ingeniører vet hvordan de best kan utnytte elektro-osmosefysikk i den virkelige verden.

Flere måter er utviklet for å holde vann ute i kjellere, og elektro-osmose er en effektiv måte å holde fuktighet utenfor veggene. Vann kan holdes utenfor vegghullene ved hjelp av et elektro-osmosefuktsikringssystem som tilfører en elektrisk spenning, via titanoder, for å forhindre at væsker i bakken kommer inn i utgangspunktet. Fuktigheten strømmer deretter ufarlig ned i bakken.