Taylor-kjeglen
En Taylor-kjegle refererer til den kjeglen som er observert i elektrospinning, elektrospraying og hydrodynamisk sprayprosesser hvorfra en stråle av ladede partikler kommer ut over en terskelspenning. Bortsett fra elektrosprayionisering i massespektrometri, er Taylor-kjeglen viktig i feltutslipp elektrisk fremdrift (FEEP) og kolloidfremdrift som brukes for skyv på romfartøy.
Historie[rediger | rediger kilde]
Denne kjeglen ble beskrevet av Sir Geoffrey Ingram Taylor i 1964 før elektrospray ble "oppdaget".[1] Dette arbeidet fulgte arbeidet til Zeleny[2] som fotograferte en kjeglestråle av glyserin i et sterkt elektrisk felt og arbeidet til flere andre: Wilson og Taylor (1925),[3] Nolan (1926)[4] og Macky (1931).[5] Taylor var først og fremst interessert i oppførselen til vanndråper i sterke elektriske felt, for eksempel i tordenvær.
Dannelse[rediger | rediger kilde]
Når et lite volum elektrisk ledende væske blir utsatt for et elektrisk felt, begynner væskeformen å deformeres fra formen forårsaket av overflatespenning alene. Når spenningen økes, blir effekten av det elektriske feltet mer fremtredende. Da denne effekten av det elektriske feltet begynner å utøve en lignende styrke på dråpen som overflatespenningen gjør, begynner en kjegleform å danne seg med konvekse sider og en avrundet spiss. Dette nærmer seg formen på en kjegle med en hel vinkel (bredde) på 98,6 °.[1] Når en viss terskelspenning er nådd, vender den litt avrundede spissen ut og avgir en væskestråle. Dette kalles en kjeglejet og er begynnelsen på elektrosprayingsprosessen der ioner kan overføres til gassfasen. Det er generelt funnet at for å oppnå en stabil kjeglejet må det brukes en litt høyere spenning enn terskelspenning. Når spenningen økes enda mer, blir andre moduser for oppløsning av dråper funnet. Begrepet Taylor-kjegle kan spesifikt referere til den teoretiske grensen for en perfekt kjegle med nøyaktig den forutsagte vinkelen eller generelt referere til den omtrent koniske delen av en kjeglejet etter at elektrosprayingsprosessen har begynt.
Referanser[rediger | rediger kilde]
- ^ a b Taylor, Geoffrey Ingram (28. juli 1964). «Disintegration of water drops in an electric field». Proceedings of the Royal Society of London. Series A. Mathematical and Physical Sciences. 1382. 280: 383–397. doi:10.1098/rspa.1964.0151. Besøkt 26. april 2021.
- ^ Zeleny, John (1. februar 1914). «The Electrical Discharge from Liquid Points, and a Hydrostatic Method of Measuring the Electric Intensity at Their Surfaces». Physical Review. 2 (engelsk). 3: 69–91. ISSN 0031-899X. doi:10.1103/PhysRev.3.69. Besøkt 26. april 2021.
- ^ Wilson, C. T. R.; Taylor, G. I. (Juli 1925). «The bursting of soap-bubbles in a uniform electric field». Mathematical Proceedings of the Cambridge Philosophical Society. 5 (engelsk). 22: 728–730. ISSN 0305-0041. doi:10.1017/S0305004100009609. Besøkt 26. april 2021.
- ^ Nolan, J. J. (1924). «The Breaking of Water-Drops by Electric Fields». Proceedings of the Royal Irish Academy. Section A: Mathematical and Physical Sciences. 37: 28–39. ISSN 0035-8975. Besøkt 26. april 2021.
- ^ «Some investigations on the deformation and breaking of water drops in strong electric fields». Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Containing Papers of a Mathematical and Physical Character. 822 (engelsk). 133: 565–587. Oktober 1931. ISSN 0950-1207. doi:10.1098/rspa.1931.0168. Besøkt 26. april 2021.