열영동
Thermophoresis열영동(thermophoresis, 열희석, 소레트 효과 또는 루드비히-소레트 효과도 있음)은 이동 입자의 혼합에서 관찰되는 현상이며, 다른 입자 유형이 온도 구배의 힘에 대해 다른 반응을 보인다.이 현상은 가벼운 분자를 뜨거운 지역으로, 무거운 분자를 차가운 지역으로 이동하는 경향이 있다.열영동이라는 용어는 평균 자유 경로(\가 특징적인 길이 L(\ L[1]과 동등한 에어로졸 혼합물에 가장 많이 적용되지만 일반적으로 물질의 모든 단계에서 현상을 나타낼 수도 있습니다.소렛 효과라는 용어는 일반적으로 기체 혼합물보다 서로 다르고 잘 알려지지 않은 메커니즘에 따라 작동하는 액체 혼합물에 적용된다.열영동은 고체, 특히 다상 [citation needed]합금의 열화에는 적용되지 않을 수 있다.
열영동력
그 현상은 1밀리미터 이하의 눈금으로 관측된다.조명이 좋은 육안으로 관찰할 수 있는 예로는 전기 히터의 핫 로드가 담배 연기로 둘러싸여 있을 때 연기가 핫 로드의 바로 근처에서 사라집니다.핫 로드와 가장 가까운 작은 공기 입자가 가열되면 로드로부터 온도 구배를 따라 빠르게 흐릅니다.그들은 높은 온도와 함께 더 높은 운동 에너지를 얻었다.그들은 천천히 움직이는 담배 연기의 크고 작은 입자와 충돌할 때 담배 연기의 입자를 막대기에서 밀어냅니다.주변 조건에서 공기의 평균 자유 경로가 68nm이고 특성 길이 척도가 100-1000nm [3]사이이기 때문에 연기 입자를 로드에서 밀어내는 힘은 열영동력의 한 예입니다.
열확산은 입자가 뜨거운 영역에서 차가운 영역으로 이동할 경우 "양성"으로 표시되고 그 반대의 경우 "음성"으로 표시됩니다.일반적으로 혼합물에서 무거운/큰 종은 긍정적인 열영동 행동을 보이는 반면, 가벼운/작은 종은 부정적인 행동을 보인다.다양한 종류의 입자의 크기와 온도 구배 경사에 더해 입자의 열전도율 및 열흡수율도 작용한다.최근, 브라운과 동료들은 [4][5]수용액에서 분자의 수화 껍데기의 전하와 엔트로피가 생체 분자의 열영동에 주요한 역할을 한다고 제안했다.
정량적 설명은 다음과 같다.
{ \ chi} , { D} 확산 계수, { D _ { T} 계수.두 계수의 몫
를 소렛 계수라고 합니다.
열영동 인자는 알려진 분자 모델에서 도출된 분자 상호작용 전위로부터 계산되었다.
적용들
열영동력은 많은 실용성을 가지고 있다.적용의 기초는 온도 구배에 따라 입자 유형이 다르게 움직이기 때문에 입자 유형이 혼합된 후 해당 힘에 의해 분리되거나 이미 분리된 경우에는 혼합되지 않도록 할 수 있습니다.
불순물 이온은 온도가 높을수록 원자점프에 필요한 전이구조를 더욱 달성할 수 있기 때문에 반도체 웨이퍼의 차가운 쪽에서 뜨거운 쪽으로 이동할 수 있다.확산 플럭스는 관련된 재료에 따라 어느 방향(온도 구배 상승 또는 하강)에서 발생할 수 있습니다.열영동력은 정전식 집진기와 유사한 용도로 상용 집진기에 사용되어 왔다.진공 증착 공정에서 광섬유를 제조할 때 이용됩니다.파울링 시 운송 메커니즘으로 중요할 수 있습니다.또한 열영동은 표적 [7]분자의 결합 대 결합 운동을 비교하여 압타머 결합을 검출할 수 있게 함으로써 약물 발견을 용이하게 하는 잠재력이 있는 것으로 나타났다.이 접근방식은 마이크로스케일 [8][9]열영동이라고 불린다.또한 열영동은 광유도 국소 [12]가열에 의해 마이크로 채널 및 나노 채널에서 게놈 길이 DNA와 같은 단일 생물학적 고분자 및 HIV 바이러스를 조작하는 다목적 기술로서 증명되었다.열영동은 필드 흐름 [13]분류에서 서로 다른 고분자 입자를 분리하는 데 사용되는 방법 중 하나입니다.
역사
가스 혼합물의 열영동은 1870년 존 틴달에 의해 처음 관찰되고 보고되었으며 1882년 [14]존 스트럿(바론 레일리)에 의해 더욱 이해되었다.액체 혼합물의 열영동은 1856년 칼 루드비히에 의해 처음 관찰되고 보고되었으며 1879년 찰스 소렛에 의해 더욱 이해되었다.
제임스 클러크 맥스웰은 1873년에 다양한 유형의 분자의 혼합물에 대해 다음과 같이 썼다(분자보다 큰 작은 미립자도 포함될 수 있다).
- "이 확산 과정은...기체나 액체, 심지어 일부 고체에서도...역학 이론은 또한 만약 서로 다른 질량의 분자들이 함께 돌아다니게 된다면 어떤 일이 일어날지 말해준다.큰 질량은 작은 질량에 비해 느려지기 때문에 평균적으로 크든 작든 모든 분자는 같은 운동 에너지를 갖게 됩니다.내가 우선 순위를 주장하는 이 동적 정리의 증거는 최근 루드비히 [15]볼츠만 박사에 의해 크게 개발되고 개선되었습니다."
고체 계면에서의 열영동은 2006년 쇤 등에 의해 수치적으로 발견되었으며 Barreiro [17]등에 의해 실험적으로 확인되었다.
유체 중의 음의 열영동은[18] 1967년 드와이어에 의해 이론적인 용액에서 처음 발견되었고, 그 이름은 [19]손에 의해 만들어졌다.고체 계면에서의 음성 열영동은 2016년 [20]렝 등에 의해 처음 관찰되었다.
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
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