
【醫】 electrocapillary action
capillary
【化】 capillaries; capillary tube
【醫】 capillary; capillary tube; vasa capillare
electricity
【計】 telewriting
【化】 electricity
【醫】 Elec.; electricity; electro-; galvano-
affect; effect; intention; action; motive; operation
【醫】 action; effect; process; role
【經】 role
毛細管電作用(Capillary Electrodynamics)是毛細現象與電場效應共同作用下産生的物質遷移現象。該過程主要發生在微米級孔徑的毛細管通道中,其核心機制包含以下四個層面:
電滲流驅動
當毛細管表面與溶液接觸時,固液界面會形成雙電層。施加外部電場後,溶液中的反離子受庫侖力作用産生定向流動,形成電滲流(Electroosmotic Flow)。這種非機械泵驅動的流體運動是微流控技術的理論基礎。
電泳分離效應
帶電粒子在電場中根據電荷-質量比的差異産生遷移速率分化。陽離子向陰極遷移,陰離子向陽極遷移,中性粒子則隨電滲流整體移動。該特性被廣泛應用于DNA測序和蛋白質分離。
電遷移控制
離子濃度梯度與電場強度的耦合作用會産生能斯特-普朗克遷移,該過程遵循公式: $$ J_i = -D_i abla c_i + z_i mu_i c_i E $$ 其中$D_i$為擴散系數,$z_i$為離子價态,$mu_i$為遷移率,$E$為電場強度。
焦耳熱效應
高電場強度會導緻溶液電阻産熱,形成溫度梯度。這種熱效應會改變溶液黏度與電導率,需通過毛細管冷卻裝置維持系統穩定性。
該現象在生物芯片、納米材料合成等領域具有重要應用價值,其動力學模型已被納入國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)的标準分析協議。
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