[科普中国]-动电现象

动电现象亦称电动现象。在固-液相共存的胶体体系中·外加电场引起固相与液相做相对运动（因电而动），或因固相与液相做相对运动而产生电位（因动生电）的现象。产生动电现象的根本原因是胶体表面带电荷。带电的胶体颗粒分散在溶液中，在其表面形成扩散双电层。

简介动电现象指双电层造成的各种效应，一个突出的例子是电泳，悬浮在介质中的带电粒子在外加电场驱动下运动。电泳广泛用于生物化学中，根据分子的大小和电荷区分分子，比如蛋白质。其他例子包括电渗流、沉降电势和流动电势。1

原理当在电场或外力的作用下固相与液相做相对移动时，双电层的紧密层内的液体随胶体颗粒移动，而在双电层滑动面外的液体则随本体溶液向相反方向移动。在胶粒表面的液体固定层与可移动的液体之间滑动面上的电位称为动电电位。移动相的移动速度与动电电位密切相关。根据引起固、液相相对移动的作用力和受力后移动相的不同，动电现象可区分为电泳、电渗、流动电位和沉降电位。

例子电泳胶体能发生电泳现象，是因为胶体粒子带有电荷，一般来说，是由于胶体粒子具有相对较大的表面积，能吸附离子的原因引起的。有的胶体粒子带正电，有的带负电，一般来说，金属氢氧化物、金属氧化物的胶体粒子带正电；非金属氧化物、金属硫化物的胶体粒子带负电荷。 利用不同物质分子表面所带有的不均匀电荷而形成的偶极矩强度的不同，使得分子对于外加电荷和移动介质的吸引力各有所差异，导致在移动介质中的运动速度不同。利用此点，我们可以将不同大小片段的DNA分离。

电泳是空间匀强电场作用下，分散粒子在流体中发生移动的现象。由于各物质的迁移速率有差别，故电泳是分离物质的常用方法。它又可分为：

移动界面电泳是不含支持物的电泳。溶质在自由溶液中泳动，故也称自由电泳，适用于高分子的检测，但不易完全分离。

区带电泳是含有支持物的电泳，支持物上混合样品被置于狭小的区带中泳动，分离出彼此分离的区带。支持物有很多种，由此又衍生出区带电泳的不同分支，例如聚丙烯酰胺凝胶电泳、纸电泳、等电位聚焦电泳、等速电泳、薄层电泳等。

电渗流电渗流或电渗效应是于多孔介质、微通道、及其它流体管道两端施加电压时造成的流体流动。电渗流速度与管道尺寸无关，但是流体于压力梯度的关系尺寸大的管道中会更明显。电渗流对小尺寸流动意义更为重大。电渗流是化学分离技术中的重要技术，特别是毛细管电泳。电渗流可以发生在自然的未过滤的水中，如缓冲溶液。

由于多孔介质材料、微通道壁或其它流体管道材料表面带负电荷，液体中的正离子被吸引附着于通道壁上，最靠近通道壁的正离子被吸引的力量最强，距离通道壁越远，正离子所受的吸引力越弱。水分子因具偶极性而吸附于正离子上， 当在通道两端施加电压时，距离通道壁较远的正离子（受壁的吸引力较弱，可自由移动）游向负极，正离子带着吸附于其上的水分子以及因为摩擦力牵引著其他水分子一齐游向负极，此即为电渗效应。

在溶液中，固体表面常因表面基团的解离或自溶液中选择性地吸附某种离子而带电。由于电中性的要求，带电表面附近的液体中必有与固体表面电荷数量相等但符号相反的多余的反离子。带电表面和反离子构成双电层。当电场加在流体上时，双电荷的净电荷被库仑力驱动而移动。这种流动即电渗流。

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所