Kapillärverkan är den spontana rörelsen av vätska genom smala utrymmen mot gravitationskraften, drivet av samspel av adhesion (vätska-till-fast tiltråkning), kohesion (vätska-till-vätska tiltråkning) och ytdragning. Ju smalare rör, desto högre stiger vätskan.
Klassiska vardagliga exempel
- Hushållspapper som sug upp spill: Cellulosafibrer skapar mikroskopiska kanaler; vatten kletter via adhesion till cellulosa och kohesion mellan vattenmolekyler
- Barr flyter upp i träd (xylemtransport): Transpirationsdrag + kapillärkrafter i xylemkärl (20–200 μm) flyttar vatten 100+ meter uppåt
- Olja kletter upp en lampdoft: Bomullsfibrer drar bränsle uppåt till förbränningszonen
- Svamp sug upp vatten: Poröst polymernätverk; kapillärkrafter dominerar initial upptag
- Bläck sprider sig på papper: Kapillärflöde genom papprets porer; kromatografi utnyttjar differentiel kapillärmigration
- Tyg vickar fukt: Syntetiska/naturliga fibrer drar svett från hud till yttre yta för förångning
- Tunnskiktskromatografi (TLC): Lösningsmedelfronten framskrider via kapillärverkan
- Mikrofluidiska enheter: Lab-on-a-chip diagnostik använder kapillärflöde för provtransport utan pump
Styrande ekvation (Jurins lag)
Höjd på vätskestolpe i en cylindrisk rör:
h = 2γ cosθ / (ρ g r)
- γ = ytdragning (N/m)
- θ = kontaktvinkel (adhesionsmått; <90° = benättande)
- ρ = vätskets densitet (kg/m³)
- g = gravitationsacceleration (9,81 m/s²)
- r = rörradie (m)
Viktig insikt: Höjden är omvänt proportionell mot radien – halvering av rördiameter dubblar kapillärhöjden.
Biologisk betydelse
- Tårfilmfördelning över hornhinnan
- Markvattenrörelse till växtrötter
- Vickning i sårbandage
- Bläckstrutsskrivning, lateralflödesanalyser (graviditetstester, COVID-antigentester)
Kapillärverkan är en fundamental fysisk fenomen utnyttjad av biologi, teknik och vardag – flyttar vätskor utan pump, drivet av molekylära krafter vid gränssnitt.
