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更新時(shí)間:2025-10-30
瀏覽次數(shù):32利用毛細(xì)作用的日常物品以及科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的例子
1. 毛細(xì)作用的常見(jiàn)用途
毛細(xì)作用在我們的日常生活中扮演著非常實(shí)際的角色。讓我們通過(guò)觀察用廚房紙巾蘸水擦拭的現(xiàn)象來(lái)了解它的基本機(jī)制。
相似物質(zhì)(例如水分子)之間的吸引力稱為內(nèi)聚力。而性質(zhì)不同的物質(zhì)(例如廚房紙巾的細(xì)纖維和水分子)之間的吸引力稱為附著力。
如果粘附力大于內(nèi)聚力,水分子就會(huì)潤(rùn)濕廚房紙巾纖維的表面,并因此被吸入纖維之間的空隙中。然后,由于內(nèi)聚力的作用,這些被吸入的水分體在相互接觸時(shí)會(huì)相互吸引。
因此,前方的水分子會(huì)將后方的水分子拉入廚房紙巾纖維之間的空隙中。這種內(nèi)聚力和附著力的差異使得水以恒定的速率滲入廚房紙巾。
2. 毛細(xì)作用和薄層色譜法
薄層色譜法是化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中用于分離復(fù)雜化合物的一種工具,其固定相(例如硅膠)以薄膜形式涂覆在玻璃或鋁板上。這種分析方法也充分利用了毛細(xì)作用。
具體來(lái)說(shuō),在這種分析技術(shù)中,將點(diǎn)有樣品的薄層的一端浸入溶劑中,使溶劑從薄層板的底部穿過(guò)固定相的縫隙移動(dòng)到頂部。
3. 適應(yīng)毛細(xì)管電泳
毛細(xì)管電泳是一種分析方法,其中將電解樣品溶液注入熔融石英毛細(xì)管中,并進(jìn)行電泳以分離痕量成分。
與高效液相色譜(HPLC)和電泳等色譜方法相比,這種分析方法適用于檢測(cè)痕量樣品中的成分,因?yàn)樗捎妹?xì)管分離,而毛細(xì)管的容量極小。通常僅需約100納升的樣品。
該方法中,將毛細(xì)管兩端浸入電解質(zhì)緩沖溶液中,每端分別連接陽(yáng)極和陰極。毛細(xì)管壁含有硅羥基(-SiOH),這些硅羥基與緩沖溶液接觸后會(huì)發(fā)生電離,并帶負(fù)電荷。
這種負(fù)電荷會(huì)吸引緩沖溶液中的帶正電荷的物質(zhì),在內(nèi)壁表面形成雙電層。當(dāng)在這種狀態(tài)下施加電壓時(shí),雙電層外流動(dòng)相中的正電荷會(huì)向陰極移動(dòng)。這會(huì)引起流動(dòng)相的流動(dòng),稱為電滲流。
在毛細(xì)管電泳中,帶正電荷的物質(zhì)會(huì)迅速向陰極移動(dòng),并首先被檢測(cè)到。此外,由于毛細(xì)管內(nèi)存在電滲流,那些僅憑電學(xué)性質(zhì)不會(huì)向陰極移動(dòng)的中性或帶負(fù)電荷的物質(zhì)也會(huì)向陰極移動(dòng),并被檢測(cè)器檢測(cè)到。
所用毛細(xì)管的內(nèi)徑通常為20至100 μm。較大的內(nèi)徑可提高檢測(cè)靈敏度,從而能夠靈敏地檢測(cè)痕量成分。另一方面,較小的內(nèi)徑則可提高分辨率。
