利用毛细作用的日常物品以及科学技术领域的例子

利用毛细作用的日常物品以及科学技术领域的例子 

1. 毛细作用的常见用途

毛细作用在我们的日常生活中扮演着非常实际的角色。让我们通过观察用厨房纸巾蘸水擦拭的现象来了解它的基本机制。

相似物质（例如水分子）之间的吸引力称为内聚力。而性质不同的物质（例如厨房纸巾的细纤维和水分子）之间的吸引力称为附着力。

如果粘附力大于内聚力，水分子就会润湿厨房纸巾纤维的表面，并因此被吸入纤维之间的空隙中。然后，由于内聚力的作用，这些被吸入的水分体在相互接触时会相互吸引。

因此，前方的水分子会将后方的水分子拉入厨房纸巾纤维之间的空隙中。这种内聚力和附着力的差异使得水以恒定的速率渗入厨房纸巾。

2. 毛细作用和薄层色谱法

薄层色谱法是化学实验室中用于分离复杂化合物的一种工具，其固定相（例如硅胶）以薄膜形式涂覆在玻璃或铝板上。这种分析方法也充分利用了毛细作用。

具体来说，在这种分析技术中，将点有样品的薄层的一端浸入溶剂中，使溶剂从薄层板的底部穿过固定相的缝隙移动到顶部。

3. 适应毛细管电泳

毛细管电泳是一种分析方法，其中将电解样品溶液注入熔融石英毛细管中，并进行电泳以分离痕量成分。

与高效液相色谱（HPLC）和电泳等色谱方法相比，这种分析方法适用于检测痕量样品中的成分，因为它采用毛细管分离，而毛细管的容量极小。通常仅需约100纳升的样品。

该方法中，将毛细管两端浸入电解质缓冲溶液中，每端分别连接阳极和阴极。毛细管壁含有硅羟基（-SiOH），这些硅羟基与缓冲溶液接触后会发生电离，并带负电荷。

这种负电荷会吸引缓冲溶液中的带正电荷的物质，在内壁表面形成双电层。当在这种状态下施加电压时，双电层外流动相中的正电荷会向阴极移动。这会引起流动相的流动，称为电渗流。

在毛细管电泳中，带正电荷的物质会迅速向阴极移动，并首先被检测到。此外，由于毛细管内存在电渗流，那些仅凭电学性质不会向阴极移动的中性或带负电荷的物质也会向阴极移动，并被检测器检测到。

所用毛细管的内径通常为20至100 μm。较大的内径可提高检测灵敏度，从而能够灵敏地检测痕量成分。另一方面，较小的内径则可提高分辨率。