Elektrokinetiikka

Elektrokinetiikka on luonnontieteiden ala, joka tutkii sähköisten ilmiöiden ja nesteiden liikkeen välistä vuorovaikutusta. Erityisesti se keskittyy sähköisten varauksien esiintymiseen rajapinnoilla, kuten nesteiden ja kiinteiden aineiden välillä, ja miten nämä varaukset vaikuttavat nesteen liikkeeseen. Tärkeimpiä ilmiöitä elektrokinetiikassa ovat elektroforeesi, elektrodialyysi, kataphoresi ja sähköosmoosi.

Elektroforeesi on prosessi, jossa varautuneita hiukkasia tai molekyylejä liikkuvat sähkökentässä. Tätä ilmiötä hyödynnetään laajasti biokemiassa ja molekyylibiologiassa DNA:n, RNA:n ja proteiinien erottelussa. Elektrodialyysi puolestaan käyttää sähkökenttää ionien tai muiden varautuneiden lajien siirtämiseen puoliläpäisevien kalvojen läpi, ja sitä käytetään muun muassa veden suolanpoistossa.

Kataphoresi on ilmiö, jossa kolloidisten hiukkasten kokonaissähkövaraus vaikuttaa niiden liikkeeseen sähkökentässä. Sähköosmoosi puolestaan kuvaa nesteen liikettä huokoisen materiaalin tai kapillaarin läpi, kun nesteen rajapinnalla on varaus ja siihen kohdistetaan sähkökenttä.

Elektrokinetiikan perusperiaatteet selittyvät usein sähköisen kaksoiskerroksen käsitteellä. Tämä kaksoiskerros muodostuu rajapinnalle, jossa nesteen polaarisuus tai ionikoostumus reagoi rajapinnan varauksen kanssa luoden sähköisesti neutraalin, mutta paikallisesti varautuneen alueen. Elektrokinetiikan sovelluksia löytyy monilta aloilta, kuten materiaalitieteestä, ympäristötekniikasta ja lääketieteestä.