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

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。讓我們通過觀察用廚房紙巾蘸水擦拭的現(xiàn)象來了解它的基本機(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。

具體來說，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。