Диэлектрофорез
Cтраница 1
 |
Ячейки для изучения движения клеток микроорганизмов в неоднородном электрическом поле. [1] |
Диэлектрофорез изучается с 1951 г. применительно к частицам, находящимся в непроводящих жидкостях типа углеводородов. Исследования ди-полофореза в проводящих жидкостях, например, водных растворах, связаны со значительными трудностями из-за невозможности создания в таких средах электрического поля достаточно большой напряженности. [2]
Силы диэлектрофореза или электрофореза ( особенно при ионизации газов) вызывают повышенное перемешивание объема в окрестности поверхности теплообмена. В [2] дана ссылка на исследования, в которых коэффициенты теплоотдачи увеличивались в 40 раз. В [13] приводится хороший пример значительного локального увеличения теплоотдачи. [3]
При диэлектрофорезе ( см. табл. 2.3.3) частицы в целом остаются нейтральными, но поляризуются и движутся в неоднородном электростатическом поле. Обычно такая классификация проводится в жидкости. Движение частиц не зависит от направления поля, вследствие чего для его создания возможно использование переменного тока. Эффект взаимодействия частиц с полем пропорционален их объему и гораздо сильнее проявляется при разделении относительно крупных частиц. Диэлектрофорез как способ классификации требует сильно расходящегося электростатического поля относительно высокой напряженности. При использовании электрофореза требуемая напряженность значительно меньше. [4]
Билсом [18] было проведено исследование диэлектрофореза разбавленных водных растворов полиметакриловой кислоты в сепараторной ячейке цилиндрической формы. Возрастание осаждения обнаружено при уменьшении концентрации полимера. Это приписывается возрастанию молекулярной поляризуемости, вызванному удлинением полииона в предельно разбавленном растворе. Автором получены решения соответствующих уравнений движения системы, описывающие осаждение системы ( при постоянной температуре), распределение скоростей и концентраций. [5]
Он правильно называет это явление диэлектрофорезом, считая, что оно обусловливается разницей в диэлектрических свойствах среды и фазы. Это явление должно отличаться от электрофореза. Электрофорез - движение заряженных частиц в электрическом поле, и направление этого движения меняется при изменении знака поля. В случае ди-электрофореза каждая незаряженная частица имеет одинаковое число противоположных зарядов, которые компенсируют друг друга. При наложении электрического поля происходит перемещение центров положительных и отрицательных зарядов. Если поле неоднородно, то центры смещенных положительных и отрицательных зарядов будут лежать в местах с различной напряженностью. Поэтому сила, действующая на них, также будет различна. [6]
 |
Схема электрического классификатора, использующего диэлектрофорез. [7] |
Несмотря на большие потенциальные возможности, применение диэлектрофореза все еще ограничено в большинстве случаев лабораторными и пилотными установками. [8]
В работе Поля и Швара [9] при исследовании диэлектрофореза было отмечено наличие тока в системе. [9]
Таким образом, диполофорез важен прежде всего как эффект, осложняющий диэлектрофорез. Наряду с этим диполофорез представляет и самостоятельный интерес как эффект, чувствительный к поверхностным явлениям. [10]
И, конечно, залогом успешного перемещения клеток в результате диэлектрофореза является, как об этом свидетельствует само название явления, заметная разница в диэлектрической проницаемости микроорганизмов и среды. [11]
В ряде работ в качестве основной причины развития водных дендритов предполагается возникновение механических повреждений, которые являются следствием диэлектрофореза, развивающегося в местах сильно неоднородного электрического поля. Другая группа исследователей считает, что основной причиной развития водных дендритов является изменение химического потенциала при наложении электрического поля, что вызывает повышенную концентрацию воды в местах с высокой напряженностью электрического поля. Это приводит к возрастанию давления воды во внутренних включениях и последующему механическому повреждению полимера. Кроме того, высказываются предположения о существенной роли химических повреждений в полимерах при развитии водных дендритов. [13]
Поскольку диэлектрофоретическая подвижность зависит от неоднородности поля в месте расположения частиц, скорость частиц оказывается функцией пространственных координат, что осложняет экспериментальное изучение диэлектрофореза. Поэтому Полем и Плиматом [14] была сконструирована ячейка для непрерывной сепарации суспензий в жидких диэлектриках, в которых скорость движения частиц практически не зависит от расстояния между частицей и электродом. Как показал эксперимент, зависимость осаждения от приложенного напряжения имеет в такой ячейке острый максимум. [14]
Влияние электростатического поля на конденсацию может состоять в следующем: создание ионов в паровой фазе, которые могут действовать как центры новой фазы; создание электростатической движущей силы, заставляющей двигаться группы ионов или капельки; ускорение пара в области интенсивного неоднородного поля ( диэлектрофорез); создание неустойчивости течения пленки конденсата или изменение степени турбулентности; создание электростатического отталкивания жидкости от пленки конденсата. [15]
Страницы: 1 2