Diffusiophorèse

Définition

La diffusiophorèse est une migration d'une particule colloïdale dans une solution en réponse au gradient de concentration macroscopique d'un soluté moléculaire qui interagit avec la surface de la particule; le soluté peut être ionique ou non ionique.

Schéma d'une diffusiophorèse :

Diffusiophorèse de particules chargées et diffusioosmose de solutions électrolytiques. Pour la diffusiophorèse, les migrations de particules avec des doubles couches électriques polarisées minces mais des potentiels zêta arbitraires et avec des doubles couches arbitraires mais des potentiels de surface relativement faibles sont toutes deux discutées en détail, couvrant non seulement la diffusiophorèse des particules simples mais aussi leurs mouvements près des limites solides ou d'autres particules.

Explications

La diffusiophorèse, qui est due à la formation d'une couche diffuse et mobile de molécules ou d'ions neutres à la surface de la particule dans un champ de concentration de soluté imposé, est différente de l'osmophorèse. Dans l'osmophorèse, la particule est une vésicule composée d'un corps de fluide entouré d'une membrane semi-perméable et la force motrice de la migration est le gradient osmotique de pression osmotique le long de la surface de la particule provoqué par le gradient de concentration de soluté prescrit dans la solution ambiante.

Contrairement à la diffusiophorèse de particules colloïdales dans des gradients de concentration de soluté prescrits, la diffusioosmose fait référence à l'écoulement d'une solution fluide dans un micropore impliquant des gradients de concentration tangentiels d'un soluté qui interagit avec la paroi du pore.

En principe, la diffusiophorèse d'une particule chargée dans une solution électrolytique peut être considérée comme une combinaison de deux effets :

• la chimiphorèse due à l'adsorption non uniforme de contre-ions et à l'épuisement des co-ions à la surface de la particule, ce qui est analogue à la diffusiophorèse dans des milieux non ioniques;
• et l'électrophorèse due au champ électrique macroscopique généré par le gradient de concentration de l'électrolyte dont l'anion et le cation ont des coefficients de diffusion inégaux.

Ce déplacement est une forme de taxie, comme la phototaxie (lumière) par exemple.

✅ Analogue à l'électrophorèse, la diffusiophorèse est d'une importance pratique dans certaines applications de la caractérisation et de la séparation des particules. Dans les technologies du métal et du caoutchouc concernant le traitement de surface, la diffusiophorèse est un mécanisme de transport dans certains procédés de revêtement de particules de latex.

D'autre part, la diffusiophorèse peut être responsable de la répulsion des petites particules par les cellules vivantes, car chaque cellule génère autour d'elle un champ de concentration avec un gradient diminuant loin de la cellule suite à l'échange de matière avec le milieu continu environnant; la plage de telles forces répulsives peut atteindre plusieurs dizaines de micromètres.

La diffusiophorèse joue également un rôle important dans d'autres systèmes biologiques, comme le transport des protéines (hémoglobine, insuline, etc.) dans des gradients de concentration en soluté.

✅ Pour la diffusioosmose, les écoulements de fluide le long de parois planes uniques, dans des micro/nano-canaux et dans des milieux poreux sont pris en compte, dans lesquels les parois solides peuvent avoir des potentiels zêta arbitraires ou des densités de charge de surface, et à la fois l'effet de la distribution latérale de la diffusion ions et l'effet de relaxation dans les doubles couches sur le champ électrique tangentiel induit par le gradient prescrit de concentration d'électrolyte sont inclus.

En rapport avec "diffusiophorèse"

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