電気浸透流について

質問

電気浸透流は，壁と液体の界面の電荷によって流れる方向が決まるとあります．

一般的に，誘電率が大きい方が正に荷電するそうなので，誘電率の大きい水が正，壁が負に帯電し，流れる方向が決まります．

しかし，水溶液の性質が酸性か，アルカリ性かで正負が入れ替わり，逆に動くと論文がありました．

いったい正負どちらに荷電するのというのは何で決まるんでしょうか？（「PHが変わると誘電率が変わる」というのではないそうです）

回答No.2

bonjovi

おそらく材質を調べればなにかしら情報が得られるはずです。もし壁面をコーティング剤などでコーティングしている場合などはコーティングのpH依存性を調べればよいと思います。しかし、コーティングなしで浸透流を逆方向にするにはかなり過酷な条件にする必要がありますし、材質が劣化してしますかもしれません。ちなみにどういった論文でしょうか？気が向いたら教えてください。

お礼

ありがとうございました。
参考になりました。

論文は
M. J. Kim, A. Beskok, K. D. Kihm
Electro-osmosis-driven micro-channel flows
Experiments in Fluids 33
という論文です。

回答No.1

bonjovi

おそらく溶液のpHによって壁面の化学的な性質がかわるのではないでしょうか。
例えば、壁面の材質がガラスだったとすると液面と接していない状態では表面にSi-OH基が存在します。もし、溶液がアルカリ性だとSi-OH基解離してSi-O(-)となり負電荷を生じ、溶液の界面が正電荷を帯びるのに対し、酸性ではプロトン化して壁面が正電荷を帯びて、溶液界面は負電荷を帯びます。この結果浸透流が逆方向になるのではないでしょうか。

補足

ありがとうございます。

大変参考になりました。
ということは、材質の表面に何があるかを調べれば大方の予想がつくってことでしょうか。