Или ЭФФЕКТ ЛЮДВИГА - СОРЕ, термодиффузия, термофорез.
Представьте себе ёмкость, заполненную смесью различных газов. Одни более лёгкие, типа водорода, другие менее лёгкие, типа бутана.
Если баллон поместить в условия, когда одна его часть будет охлаждена, а другая нагрета, возникнет явление термодиффузии, известное также как ЭФФЕКТ СОРЕ: одни газы начнут перемещаться на полюс холода, другие - на полюс тепла. Куда какие газы идут - зависит от их природы, но в целом термодиффузия в бинарной смеси называется нормальной, если лёгкий компонент перемещается в более нагретую область под действием градиента температуры, и аномальной - если наоборот, в более холодную.
Как вариант, можно представить себе, что в смесь газов опустили горячее или, наоборот, холодное тело. В зависимости от его температуры, к нему будет стремиться либо лёгкие, либо тяжёлые молекулы.
Явление это обычно применяют по отношению к аэрозольным смесям, однако ЭФФЕКТ СОРЕ может наблюдаться и в жидкой среде.
Правда, не стоит обольщаться по этому поводу, ибо разделение газов по принципу "первый направо, второй налево!" обычно происходит достаточно неявно и на очень малом расстоянии (менее миллиметра).
Тем не менее, наблюдать ЭФФЕКТ СОРЕ можно невооруженным глазом при хорошем освещении, например, когда горячий стержень электрического нагревателя окружен табачным дымом. В этом случае дым стремится избежать непосредственной близости от горячего стержня. Поскольку мелкие частицы воздуха, ближайшие к горячему стержню, нагреваются, они создают быстрый поток от стержня вниз по градиенту температуры. Благодаря тому, что эти частицы приобрели более высокую кинетическую энергию с их более высокой температурой, когда они сталкиваются с крупными, медленно движущимися частицами табачного дыма, происходит отталкивание последних от стержня.
Имеет ли ЭФФЕКТ СОРЕ какое-либо практическое применение, коль скоро речь идёт о взаимодействии в микроскопических масштабах? Оказывается - да. Например, его используют в коммерческих осадителях, аналогичных электрофильтрам. Также он применяется при производстве оптических волокон в процессах вакуумного осаждения. Термофорез может быть важен как транспортный механизм при загрязнении. А ещё он помогает открывать новые лекарства, позволяя обнаруживать связывание апатамера (коротких последовательностей искусственной ДНК, РНК или пептида) путем сравнения связанного и несвязанного движения молекулы-мишени.
Термофорез был продемонстрирован как универсальный метод манипулирования отдельными биологическими макромолекулами, это один из методов, используемых для разделения различных полимерных частиц при фракционировании в полевых условиях.
Но всё это примеры, так сказать, далёкие от мира простого обывателя. А вот термодиффузионное цинкование гораздо ближе к нам. Хотя бы потому, что покрытые цинком детали, полученные в ходе такого вот процесса, мы можем встречать довольно часто.
В отличие от горячего цинкования, здесь используется технология низкотемпературной обработки. Детали помещаются в среду с порошкообразным цинком и обрабатываются при температурах от 260 до 450 градусов по Цельсию. Чем выше температура обработки, тем большая равномерность покрытия обеспечивается. При такой технологии соединение металлов происходит на атомном уровне, а защитный слой может иметь толщину от 20 до 100 мкм. За счет использования различного времени цинкования можно регулировать толщину наносимого слоя.
В промышленности таким методом обрабатывают металлические детали, подверженные абразивному износу.
Карл Фридрих Вильгельм Людвиг (9 декабря 1816 – 23 апреля 1895) - немецкий врач и физиолог.
Родился в Витцензаузене, недалеко от Касселя, Германия, учился в университетах Эрлангена и Марбурга.
Работал профессором физиологии и сравнительной анатомии в Цюрихе, Вене и Лейпциге, где основал Физиологический институт, который сегодня назван его именем.
Занимался исследованием кровяного давления, выделения мочи и явлением анестезии. Людвиг отвергал предположение, что феномены живых животных зависят от особых биологических законов и жизненных сил, отличных от тех, которые действуют в неорганической природе.
Он изобрел кимограф как средство получения письменной записи изменений давления крови в кровеносных сосудах. Этот аппарат не только привел его ко многим важным выводам, касающимся механики кровообращения, но и предоставил первый пример использования графического метода в физиологических исследованиях. Также он разработал ртутный насос для перекачки крови, который с различными модификациями получил широкое распространение.
Как учёный, Людвиг обладал исключительным мастерством манипулирования, ненавидел грубую и неуклюжую работу и настаивал на том, что эксперименты на животных должны планироваться и готовиться с особой тщательностью, не только для того, чтобы избежать причинения боли (от которой также защищало использование анестетика), но и для того, чтобы выводы, сделанные от них, имели полную научную ценность.
Шарль Соре (23 сентября 1854 - 4 апреля 1904) - швейцарский физик и химик.
Родился в семье профессора физической медицины Женевского университета. Окончил художественный колледж в Женеве, два года спустя получил степень по математике. Посещал лекции по физике и другим наукам.
Продолжил изучение математики в Сорбонне, где получил степень магистра. Соре считал, что хороший физик - это прежде всего хороший математик; поэтому только после этого он сосредоточился на физике, в которой он получил степень магистра два года спустя.
Работал на кафедре кристаллографии и минералогии Женевского университета, позже стал лектором, а в 1881 году - профессором.
Свое первое исследование термодиффузии на основе экспериментов с растворами NaCl и KNO3 в трубах с нагретыми или охлажденными концами он опубликовал в 1879 год. Соре заметил более высокие концентрации на более холодном конце трубы. Его эксперименты подтвердили опубликованные 20 годами ранее результаты Карла Людвига, о которых Соре, вероятно, не знал.
P.S. ЭФФЕКТ СОРЕ противоположен по своей природе другому - ЭФФЕКТУ ДЮФУРА. Но об этом я расскажу позже.
Вы можете поддержать канал, перечислив любую доступную вам сумму на кошелёк ЮMoney 4100 1102 6253 35 (или на карту Райффайзенбанка 2200 3005 3005 2776). И поучаствовать в создании книги по материалам этих статей. Заранее всем спасибо!
