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J-GLOBAL ID：201002269046917091   整理番号：10A0878387

双極性固定電荷分布を有するナノポアのイオン拒絶性質

Ion Rejection Properties of Nanopores with Bipolar Fixed Charge Distributions

著者 (5件)： SZYMCZYK Anthony (Univ. Europeenne de Bretagne, Rennes, FRA) ,  SZYMCZYK Anthony (Univ. de Rennes, Rennes, FRA) ,  ZHU Haochen (Univ. Europeenne de Bretagne, Rennes, FRA) ,  ZHU Haochen (Univ. de Rennes, Rennes, FRA) ,  BALANNEC Beatrice (Univ. de Rennes, Rennes, FRA)
資料名： Journal of Physical Chemistry B  (Journal of Physical Chemistry B)
巻： 114  号： 31  ページ： 10143-10150  発行年： 2010年08月12日 
JST資料番号： W0921A  ISSN： 1520-6106  CODEN： JPCBFK  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： Poisson-Nernst-Planck(PNP)理論に基づく近似モデルと電気浸透現象を説明することによって双極性固定電荷分布を有する円筒ナノポアのイオン拒絶性質を調べた。このような円筒ナノポアでは,荷電表面基の濃度と符号が細孔長にわたって一定でない。静電相互作用が異なる原子価をもつイオン間を識別できるので双極性電荷分布を扱うとき,特別関心がある非対称電解質溶液の拒絶について焦点を絞った。近似モデルはここで考慮した狭い弱荷電細孔に対する完全二次元PNPアプローチと良く一致した結果を与えることを示した。塩流束の圧力誘起整流は細孔壁上の固定電荷分布の破れた対称性結果として証拠付けた。また,モデルはナノポアを横切る圧力差の大きさに依存した種々の細孔領域が圧力誘起輸送を支配することを解明した。一定電解質溶液に関して細孔入口よりも斥力があるナノポア内部領域があるとき最適圧力差の存在(すなわち,最高の塩拒絶を導く)を証拠付けた。中間圧力差に対して,本結果は双極性固定電荷分布を有するナノポアが2-1及び1-2非対称電解質溶液に対して完璧拒絶を導くことができることを示した。これらの性能は二価共イオンを有する電解質溶液を大きく拒絶するが,二価対イオンを有する電解質溶液に対してはるかに透過性である均一荷電ナノポアでは得られないので,これは双極性ナノポアの特異性質である。本研究は革新膜分離に対するイオン化表面基の標的化分布をもつナノポア系の設計に役立つ。

シソーラス用語： *ナノ構造 ,  *細孔構造 ,  *電荷分布 ,  円筒 ,  静電相互作用 ,  原子価 ,  電解質溶液 ,  圧力効果 ,  *イオン輸送 ,  圧力勾配 ,  電気浸透 ,  膜分離 ,  局所性 ,  解析モデル ,  近似法 ,  整流 ,  対イオン ,  対称性の破れ
準シソーラス用語： ナノポア ,  圧力依存性 ,  圧力差 ,  近似モデル ,  整流作用 ,  電気浸透現象

分類 (2件)： 電解質水溶液  (CB05020K) ,  その他の分離法  (CC01060D)

タイトルに関連する用語 (4件)： 電荷分布 ,  ナノポア ,  イオン ,  性質