Electroósmosis
El flujo electroosmótico es más significativo en canales pequeños y es un componente esencial en las técnicas de separación química, en particular la electroforesis capilar.
El flujo electroosmótico puede producirse en agua natural sin filtrar, así como en soluciones tamponadas.
Cualquier combinación de un electrolito (un fluido que contiene iones disueltos) y un sólido aislante generaría un flujo electroosmótico, aunque en el caso del agua/sílice el efecto es especialmente grande.
La electroósmosis fue descubierta de forma independiente en 1814 por el químico inglés Robert Porrett Jr.
Dado que el equilibrio químico entre una superficie sólida y una solución electrolítica conduce normalmente a que la interfase adquiera una carga eléctrica neta fija, en la región próxima a la interfase se forma una capa de iones móviles, conocida como doble capa eléctrica o capa de Debye.
Esto ofrece unos efectos dispersivos mucho menos nocivos y puede controlarse sin válvulas, ofreciendo un método de alto rendimiento para la separación de fluidos, aunque muchos factores complejos hacen que este control sea difícil.
Debido a las dificultades para medir y controlar el flujo en los canales microfluídicos, principalmente la alteración del patrón de flujo, la mayoría de los análisis se realizan mediante métodos numéricos y simulación.
e impulso Donde U es el vector de velocidad, ρ es la densidad del fluido,
Esta ecuación puede simplificarse aún más utilizando la teoría de Debye-Hückel.
El flujo electroosmótico se utiliza habitualmente en dispositivos microfluídicos[8][9] en el análisis y procesamiento de suelos[10] y en el análisis químico,[11] todos los cuales implican sistemas con superficies altamente cargadas, a menudo de óxidos.
Un ejemplo es la electroforesis capilar,[9][11] en la que se utilizan campos eléctricos para separar sustancias químicas en función de su movilidad electroforética aplicando un campo eléctrico a un capilar estrecho, normalmente de sílice.
Este enfoque, utilizando H2O2, ha sido demostrado[15] y modelado con las ecuaciones de Nernst-Planck-Stokes.
[17] Mantener un campo eléctrico en un electrolito requiere que se produzcan reacciones faradáicas en el ánodo y el cátodo.
Estos problemas pueden paliarse utilizando materiales de electrodos alternativos, como polímeros conjugados, que pueden sufrir por sí mismos las reacciones de Faradaic, reduciendo drásticamente la electrólisis.
