ioniprosesseista

Ioniprosessit ovat prosesseja, joissa ionit osallistuvat kemiallisiin, fysikaalisiin tai biologisiin muutoksiin. Ne esiintyvät sekä nesteissä että kiinteissä aineissa ja voivat vaikuttaa sekä energian siirtoon että ympäristöolosuhteisiin. Ionien käyttäytymiseen vaikuttavat sähköinen kenttä, pH, kosteus sekä hydratoituminen, ja prosessit voivat olla joko spontaanisti tapahtuvia tai ulkoisella energialla vauhdittamia.

Ioniprosessien päätyyppejä ovat ionisaatio (ionien syntyminen tai poistaminen sähkövarauksesta), ioninvaihto (ionien korvaaminen adsorboituneilla vastine-ioneilla), ionien diffuusio ja migration sähköisessä kentässä (elektrodiffuusio), sekä elektrolyysi ja muut elektrochemialliset reaktiot. Puoliläpäisevien kalvojen kautta tapahtuva ioninsiirto ja pinnankäsittelyt, kuten ionisäteilyyn perustuvat menetelmät (ionimplantointi, sputterointi), kuuluvat myös ioniprosesseihin. Biologisissa järjestelmissä ionikanavien kautta tapahtuva ionien siirto solukalvon läpi on keskeistä solujen toiminnalle.

Sovelluksia esiintyy monilla aloilla: vesihuollossa ja vedenkäsittelyssä ioninvaihtopeitteet poistavat epätoivottuja ioneja; energiatekniikassa, kuten akuissa ja superkondensaattoreissa, ionien liikettä käytetään varastointiin ja elektrokemiallisissa järjestelmissä; materiaalitekniikassa ionimplantointi ja ionisädepohjaiset pinnanmuokkaukset muovaavat kiinteitä aineita. Tutkimuksessa ja menetelmissä yhdistyvät kemia, fysiikka ja biologia, ja ioniprosessien hallinta tukee ympäristö-, energia- ja biolääketieteen sovelluksia.