Co to jest elektro-osmoza?
W zjawisku zwanym elektroosmozą płyny mogą być przemieszczane przez małe przestrzenie w barierze, gdy występuje ładunek elektryczny. Występuje w naturalnych substancjach, takich jak gleba, a także w produktach murarskich, takich jak cegła i cement. Analiza fizyki elektroosmotycznej odbywa się poprzez modelowanie małych rurek zwanych mikrokanałami. Ściana kanału w ziemi lub betonie ma dodatnio naładowane jony. Wewnętrzna powierzchnia jest naładowana ujemnie, tworząc elektryczną podwójną warstwę, która powoduje ruch płynu.
Na elektro-osmozę ma również wpływ rodzaj materiału wyściełającego przestrzeń, a także przepływający przez nią płyn, taki jak woda lub chemikalia stosowane w procesach przemysłowych. Płyny zazwyczaj poruszają się z tą samą prędkością przez szerokość rurki lub przestrzeni, ale na poziomie mikroskopowym znajduje się warstwa wolniej poruszającej się cieczy, w której znajduje się ładunek dodatni. W biologii może to wyjaśnić, w jaki sposób płyn jest przemieszczany przez małe pęcherzyki w roślinach, co jest znane jako elektrochemiczna naczyniowa biologia roślin. Woda pobierana z gleby musi być pobierana przez pędy i gałęzie drzew i roślin, aby składniki odżywcze mogły dotrzeć wszędzie.
Wraz z tym typem osmozy zachodzą inne procesy, takie jak ruch naładowanych cząstek w płynie lub elektroforeza oraz faktyczny ruch tego płynu w polu elektrycznym, który nazywa się elektroendosmozą. Charakterystykę tych procesów można zmierzyć i modelować naukowo. Umożliwiło to inżynierom tworzenie sposobów wykorzystania elektroosmozy jako dodatkowej korzyści, a nie obciążenia dla domów i projektów inżynieryjnych.
Ludzie wykorzystali to do odkażania wody i tworzenia barier, które sprawiają, że gleba na wzgórzach jest bardziej stabilna. Charakterystykę gleby można zmienić naturalnie, dostosowując grubość podwójnej warstwy elektrycznej, co może wpływać na kwasowość gleby. Zmiana zawartości wilgoci pozwala również na bardziej wydajne sposoby zmiany objętości i przyczepności różnych rodzajów gleby. Zmiany te można modelować w skali w laboratorium, aby inżynierowie wiedzieli, jak najlepiej wykorzystać fizykę elektro-osmozy w świecie rzeczywistym.
Opracowano kilka sposobów utrzymywania wody z dala od piwnic, a elektro-osmoza to skuteczny sposób na zatrzymanie wilgoci ze ścian. Wodę można zatrzymać poza wnękami ścian za pomocą elektroosmotycznego systemu przeciwwilgociowego, który dodaje napięcie elektryczne za pośrednictwem anod tytanowych, aby w pierwszej kolejności nie dopuścić do przedostania się płynów do gruntu. Wilgoć przepływa następnie nieszkodliwie z powrotem do ziemi.