电泳是带电胶体粒子在均匀电场中的运动。通常将颗粒悬浮在水电解液中，使其外表电荷被分散离子层屏蔽，形成双电层。外部电场效果于电双层，引起液体和颗粒之间的相对运动。最近的研讨标明，在低频沟通电场下，颗粒会被排挤，这是因为电场诱导的液流引起的壁-颗粒相互效果。这种排挤现象能够终究靠浓度极化电渗（CPEO）流来解说，即介电颗粒周围的停止电渗流。试验数据与理论模型作比较，发现壁排挤在电泳过程中占主导地位，但在满足强的电场下会变得较弱。关于低频率沟通电场（ 10 kHz），排挤是由电场诱导的液流引起的壁-颗粒相互效果所造成的。这与从前文献成果不同，它们解说了粒子-壁排挤的来源是在粒子上诱导的电偶极子与壁上的图画偶极子之间的静电相互效果。当悬浮在低电导电解液中的带电微球周围呈现四极流结构时，丈量到的颗粒-壁别离与观察到的四极流速度巨细有关。CPEO活动理论适用于弱电场条件，即电场幅值与颗粒半径乘积小于热电压的数量级。但是现在没有试验数据与CPEO理论作比较，以验证理论模型的准确性。

  图1展现了试验设备，该设备由聚二甲基硅氧烷（PDMS）制成，并与玻璃片进行等离子键合。设备的金属进口与压力控制器和夹子衔接，以施加电压信号。颗粒运动是经过倒置显微镜丈量的。图中还包含一个微流控通道的示意图，以及显现颗粒在Poiseuille流中被通道壁排挤的图示。

  图1 (a) 试验设备的相片；(b) 微流控通道的示意图（不按份额制作），以及显现微粒在Poiseuille流散布中活动并一起被排挤脱离通道壁的示意图

  图2显现不同电场幅值下，在KCl电解质中活动的3 μm羧酸颗粒的散布。这些图画是在微通道结尾拍照的。最左面的图画显现了在施加电场之前颗粒在通道中的随机散布。跟着电场强度的添加，颗粒变得会集，导致通道壁邻近呈现无颗粒区域，说明晰电场对颗粒散布和壁排挤的影响。

  图2 羧酸盐颗粒由Poiseuille流驱动，遭到多个振幅和90Hz频率的电场的效果

  图3展现了羧酸颗粒的壁别离与施加电压频率的联系。在图3a中，电场幅值为60 kV/m时，壁别离随电场频率单调递减，契合线性模型的猜测。但是，在图3b中，关于更高的电场幅值（100 kV/m），壁别离在大约2 kHz处有显着的最小值。这个成果不契合CPEO理论的猜测，后者假定滑移速度和壁排挤随电场频率单调改变。为了进一步研讨这一点，使用了直径为500 nm的荧光示踪颗粒来可视化环绕单个3 μm球体的活动结构。图3b中的插图显现了经过叠加大约十个帧创立的流场的示例图画。这些图画显现，在241 kHz以下，流体流场被歪曲，但在较高的频率下，球体周围的流场形式趋于康复预期的结构。

  图4a展现了四种不同颗粒在固定频率90 Hz下与电场幅值的壁别离联系，而图5b则显现了相同条件下，频率更高的527 Hz的壁别离。

  图4 四种不同粒子的壁别离作为电场振幅的函数（a）频率为90 Hz；（b）频率为527 Hz

  图5为依据CPEO滑移速度的理论猜测与试验值之间的比较。图5a和图5b对应于两个不同的频率：90 Hz和527 Hz。该图剖析了在不同的减小电场参数值下试验值和理论值之间的一致性。该图标明，在必定条件下，理论猜测与试验数据十分符合，标明CPEO理论能够解说观察到的壁排挤现象的有效性。

  图6展现了依据壁排挤的试验成果估算出的滑移速度。图6a和图6b对应于两个不同的频率：90 Hz和527 Hz。滑移速度是依据图5中呈现的试验数据估量得出的。图表中的水平虚线标记了直接丈量速度的大略限制为50 μm/s。

  本研讨对在小电场中进行电泳的介电微粒的壁面别离试验数据与由浓度极化电渗流引起的流体动力学相互效果的理论猜测进行了比较。依据成果得出，观察到的壁面别离能够归因于流体动力学力，然后支撑了浓度极化电渗流作为潜在机制的有效性。理论和试验之间的比较为浓度极化电渗流理论供给了额定的验证，特别是在直接丈量微粒周围浓度极化电渗流的情况下具有挑战性的情况下。试验还证明了惯性升力对电泳的影响微乎其微，因为试验中的雷诺数十分小。一起，研讨还考虑了因为气温改变导致的器材中或许会呈现的电热效应。但是，剖析成果为，导热引起的热丢失主导于对流，标明电解质内部的温度梯度微乎其微，无法引起电热效应。此外，高电场下微粒的壁面排挤多个方面数据显现了与预期行为的违背，标明四极流结构的损坏以及较弱的壁面排挤。了解这些意外趋势关于规划使用电场进行微粒操作和别离的微流控器材至关重要。本研讨为了解介电微粒电泳中的流体动力学力和浓度极化电渗流供给了名贵的见地。研讨成果不仅对微粒与壁面的别离现象有所奉献，并验证了浓度极化电渗流理论，并且关于使用低频电场进行微粒操作的各种使用，如确定性横向位移、绝缘介电泳和胶体拼装等，具有极端重大意义。