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Concept
Diélectrophorèse
Résumé
La diélectrophorèse est un phénomène physique, qui peut être considéré comme une composante de deuxième ordre de l'électrophorèse. L'électrophorèse est la force créée sur une particule chargée par un champ électrique. Dans le cas de la diélectrophorèse, la particule est neutre (globalement non chargée), mais polarisable : un moment dipolaire y apparait lorsqu'elle est soumise à un champ. Si un champ constant ne crée aucune résultante (seulement un moment) sur une particule globalement neutre mais polarisée, le gradient d'un champ spatialement variable crée lui une résultante : la force diélectrophorétique.
La manifestation la plus simple de la force diélectrophorétique s'applique à un Dipôle électrostatique élémentaire, plongé dans un champ électrique spatialement variable, comme illustré ci-contre.
On considère une particule possédant deux charges opposées, et , dont le centre est au point . Le vecteur mène de la charge négative vers la charge positive, le moment dipolaire vaut donc .
Chaque charge subit une force de Coulomb proportionnelle au champ électrique qu'elle subit, on a donc sur la charge positive :
Et sur la charge négative :
Si le champ était constant, les deux forces seraient exactement opposées et la résultante serait nulle, mais avec la variation du champ, on a au premier ordre une résultante issue de sa dérivée :
Les deux forces n'étant pas exercées au même point, un moment est aussi créé, c'est la cause de l'électrorotation, phénomène étroitement associé à la diélectrophorèse.
On illustre ci-contre la présence d'une particule spérique de permittivité relative dans un milieu de permittivité relative (vide) dans un champ fortement variable (au voisinage d'une pointe). La différence de permittivité correspond à une différence de polarisabilité, sous l'influence du champ ambiant, l'objet présente une densité de dipôle. Rappelons que la permittivité relative se compare toujours à la permittivité du vide ; ainsi, la permittivité d'un milieu est la multiplication de sa permittivité relative avec la permittivité du vide, soit .
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