एका छिद्रातील विद्युत तर्षण : V-वेग

भौतिकीय आविष्कार.  पाणी असलेल्या चंचुपात्रात एक सच्छिद्र भांडे ठेवून एक विद्युत् अग्र त्या भांड्यात आणि दुसरे भांड्याबाहेर चंचुपात्रात ठेवल्यास विद्युत् अग्रांमधील वर्चोभेदामुळे (विद्युत् दाबामुळे; potential difference) चंचुपात्रातील पाणी सच्छिद्र भांड्यात वाहून नेले जाते आणि त्यातील पाण्याची पातळी वाढून दाबांत फरक निर्माण होतो. या आविष्काराला विद्युत् तर्षण (अथवा विद्युत् अंतर्तर्षण;  electro-osmosis) असे म्हणतात. तर्षण दाबाच्या (osmotic pressure) प्रयोगांत सामान्यपणे अर्धपार्य पटल (semipemeable membrane) वापरतात; विद्युत् तर्षणात अशा पटलाऐवजी विशेषतः सच्छिद्र भांडे वापरतात. भांड्यातील छिद्रांच्या भित्तींवरील पृष्ठीय परिणामांमुळे हा प्रवाह सुरू होतो. ही मूळ प्रक्रिया आकृतीवरून समजून घेता येते : आकृतीत केशनलिकेसारख्या अतिशय बारीक छिद्राच्या पृष्ठावर अधिशोषित विद्युत् भारांचा दुहेरी स्तर दाखविला आहे. यातील द्रव पाणी असल्यास पृष्ठाशी बद्ध झालेले ऋण आयन (विद्युत् भारित अणू, रेणू अथवा अणुगट; Ion) हे हायड्रॉक्सिल आयन (OH^-) असून बाहेरच्या धन भारित स्तरात हायड्रोजन आयन (H^+) असतात. विद्युत् अग्रांमुळे निर्माण झालेल्या क्षेत्र प्रवणतेमुळे हायड्रोजन आयन हायड्रॉक्सिल आयनांवरून तरंगत ऋणाग्राकडे जातात. परिणामी द्रायू (द्रव अथवा वायू) त्याच दिशेने नळीच्या मध्याकडे वाहून नेला जातो. हलणारे आयन व आयनीभूत न झालेले पाण्यातील रेणू यांच्यात टकरी होतात व त्यांना संवेग (द्रव्यमान व वेग यांच्या गुणाकाराने मिळणारी राशी; Momentum) दिला जातो

सच्छिद्र भांडे सामान्यपणे उच्च तापमानाला न वितळता टिकून राहणाऱ्या ॲल्युमिनियम ऑक्साइडासारख्या (Al_2O_3) धातूच्या ऑक्साइडांचे व सिलिकेटांचे बनविलेले असते.

जैव पटलांचा तर्षणाच्या नियमनाशी संबंध येतो. ही पटले आयन विवेचक असून त्यांच्या दरम्यान विद्युत् क्षेत्र असते. अशा प्रकारे जैव पटलांतून होणाऱ्या पाण्याच्या हालचालीचे विद्युत् तर्षण हे एक कारण असू शकते.

इष्ट गुणधर्म असलेले स्वस्त सच्छिद्र पटल क्वचितच तयार करता येते. यामुळे विद्युत् तर्षणाच्या उपयोगावर मर्यादा पडतात. सूक्ष्मकणी गाळवट व चिकण माती असणाऱ्या शेतजमिनीतून पाण्याचा निचरा करण्यासाठी विद्युत् तर्षण पद्धती वापरतात. या पद्धतीत विशिष्ट धातूचे धनाग्र वापरल्यास जमिनीत क्षारक-विनिमय होऊन तिचे कायमचे स्थिरीकरण होते. ओली रेती, दमट कोळसा किंवा रंगाचा लगदा यांतील पाणी काढून टाकण्यासाठीही विद्युत् तर्षणाचा उपयोग करता येतो.

समीक्षक-संपादक – माधव राजवाडे

प्रतिक्रिया व्यक्त करा