Termoforesis Menggerakkan Partikel karena Perbedaan Suhu

Termoforesis adalah gerak partikel yang dipicu oleh gradien suhu, yaitu perubahan suhu dari satu tempat ke tempat lain. Di dalam gas atau cairan, tumbukan dan perpindahan energi di sekitar partikel tidak lagi simetris ketika satu sisi lebih hangat daripada sisi lainnya.

Pada banyak sistem gas, gaya termoforetik mendorong partikel menjauhi daerah yang lebih panas. Namun arah dan besarnya gerak tidak boleh dianggap selalu sama: ukuran partikel, jenis gas, tekanan, bentuk partikel, serta perbandingan antara lintasan bebas molekul dan jari-jari partikel ikut menentukan respons.

Penelitian eksperimental yang terbit di Physical Review E pada 2025 mengukur gaya tersebut pada partikel melamin di argon dan helium. Studi itu menyoroti wilayah transisi ketika lintasan bebas rata-rata gas sebanding dengan ukuran partikel, kondisi yang tidak cukup dijelaskan hanya dengan gambaran aliran kontinu sederhana.

Efek ini berguna dalam pemisahan atau pengumpulan aerosol. Tinjauan teknis menyebut termoforesis dapat membantu mengendapkan partikel kecil dari aliran gas laminar, sehingga prinsipnya relevan bagi pengambilan sampel aerosol dan pengendalian partikel.

Dalam mikrofluida, perubahan suhu juga dapat dipakai untuk mengamati gerak molekul atau partikel pada skala kecil. Interpretasinya tetap memerlukan kalibrasi karena konveksi, difusi, interaksi permukaan, dan perubahan sifat fluida dapat memengaruhi hasil pengukuran.

Ilustrasi pendamping memperlihatkan skema microscale thermophoresis yang dibuat pada 30 Desember 2010. Gambar menjelaskan susunan pengukuran secara konseptual dan bukan data dari eksperimen 2025.

Sumber: Loesche dkk., “Experimental Investigation of the Force Acting on Particles in Nonisothermal Flows”, Physical Review E 111, 035106, 2025, https://journals.aps.org/pre/abstract/10.1103/PhysRevE.111.035106 ; AIP Publishing, “Thermophoretic Deposition of Small Particles in Laminar Tube Flow”, https://pubs.aip.org/aip/pof/article/19/10/103301/1037328/Thermophoretic-deposition-of-small-particles-in ; Wikimedia Commons, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:MicroscaleThermophoresisSketch.png

Catatan editorial: Ini artikel sains, bukan berita terbaru. Penjelasan membatasi generalisasi arah gerak dan memisahkan skema pengukuran dari hasil eksperimen. Ilustrasi CC BY 3.0 diubah ukuran dan dikonversi ke JPEG tanpa pemotongan.