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Concept
Ionisation par électronébuliseur
Résumé
thumb|Électronébuliseur
L'ionisation par électronébuliseur ou ESI (de l'anglais en) est la dispersion d’un liquide sous forme de gouttelettes chargées électriquement.
L'ionisation par électronébuliseur combine deux processus :
formation des gouttelettes
chargement des gouttelettes.
La nébulisation des solutions par ESI est obtenue par une méthode électrostatique, i.e. en appliquant une différence de potentiel élevée (entre ±3 et ±5 kV) entre l’extrémité de l’émetteur (tube capillaire en acier inoxydable, jonction liquide) et un orifice situé à proximité. Le champ électrique Ec dans l’air à la pointe de l’émetteur peut être calculé par :
où Vc est la différence de potentiel entre l’émetteur et la contre-électrode, rc est le rayon de l’émetteur et d est la distance entre l’émetteur et la contre-électrode. Cette tension fournit le gradient électrique (force du champ électrique typiquement ~106-107 V m-1) nécessaire pour produire une séparation de charges à la surface du liquide.
Lorsque les espèces ioniques dans la solution émergent de la pointe de l’émetteur, elles suivent un mouvement électrophorétique en réponse au champ électrique imposé. Les ions de polarité opposée au champ électrique migrent dans la direction de l’intérieur de l’émetteur, tandis que les ions de même polarité que le champ s’éloignent de la pointe de l’émetteur, i.e., dans la direction de la contre-électrode. Par conséquent les ions de même polarité sont enrichis à la surface du liquide sortant de l’émetteur. Le champ électrique qui pousse les cations est contrebalancé par la tension superficielle du liquide. Lorsque le champ électrique est suffisamment fort la solution liquide fait saillie à la pointe de l’émetteur pour former un cône dynamique, appelé « cône de Taylor ». Le champ électrique E0 nécessaire pour débuter l’électro-nébulisation est donné par :
où γ est la tension de surface du liquide, 49o est le demi-angle du cône de Taylor, ε0 est la permittivité du vide et rc le rayon du capillaire.
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