Поверхностная проводимость - Surface conductivity
Поверхностная проводимость является дополнительной проводимостью из электролита в непосредственной близости от заряженных интерфейсов. Поверхностная и объемная проводимость жидкостей соответствуют электрическому движению ионов в электрическом поле . Слой противоионов с полярностью, противоположной поверхностному заряду, существует вблизи границы раздела. Он образуется за счет притяжения противоионов поверхностными зарядами . Этот слой с более высокой ионной концентрацией является частью межфазного двойного слоя.. Концентрация ионов в этом слое выше по сравнению с ионной силой объема жидкости. Это приводит к более высокой электропроводности этого слоя.
Смолуховский был первым, кто осознал важность поверхностной проводимости в начале 20 века.
Подробное описание поверхностной проводимости Lyklema в "Основах интерфейсной и коллоидной науки"
Двойной слой (DL) , имеет две области, в соответствии с хорошо организованной Гуи-Чепмена-Stern модели. Верхний уровень, контактирующий с объемной жидкостью, - это диффузный слой . Внутренний слой, который контактирует с интерфейсом, - это слой Штерна .
Возможно, что поперечное движение ионов в обеих частях ДЛ вносит вклад в поверхностную проводимость.
Вклад слоя Штерна описан хуже. Его часто называют «дополнительной поверхностной проводимостью».
Теория поверхностной проводимости диффузной части ДЛ была разработана Бикерманом. Он вывел простое уравнение, которое связывает поверхностную проводимость κ σ с поведением ионов на границе раздела. Для симметричного электролита и при одинаковых коэффициентах диффузии ионов D + = D - = D это приведено в справочнике:
где
- F - постоянная Фарадея
- T - абсолютная температура
- R - газовая постоянная
- C - концентрация ионов в объеме жидкости
- z - ионная валентность
- ζ - электрокинетический потенциал
Параметр m характеризует вклад электроосмоса в движение ионов внутри ДЛ:
Число Духина - это безразмерный параметр, который характеризует вклад поверхностной проводимости в различные электрокинетические явления , такие как электрофорез и электроакустические явления . Этот параметр и, следовательно, поверхностная проводимость могут быть рассчитаны по электрофоретической подвижности с использованием соответствующей теории. Электрофоретический прибор Malvern и электроакустический прибор Dispersion Technology содержат программное обеспечение для проведения таких расчетов.
Смотрите также
Наука о поверхности
Поверхностная проводимость может относиться к электрической проводимости через твердую поверхность, измеряемой поверхностными датчиками. Можно провести эксперименты, чтобы проверить это свойство материала, например, поверхностную проводимость n-типа p-типа . Кроме того, поверхностная проводимость измеряется в связанных явлениях, таких как фотопроводимость , например, для полупроводникового оксида металла ZnO . Поверхностная проводимость отличается от объемной по тем же причинам, что и в случае раствора электролита, где носители заряда дырок (+1) и электронов (-1) играют роль ионов в растворе.