分極性ナノポアを有する膜における膜電位の起源について【JST・京大機械翻訳】

Ryzhkov Ilya I.; Ryzhkov Ilya I.; Lebedev Denis V.; Solodovnichenko Vera S.; Minakov Andrey V.; Simunin Mikhail M.; Simunin Mikhail M.

文献

J-GLOBAL ID：201802287252766675 整理番号：18A1245736

分極性ナノポアを有する膜における膜電位の起源について【JST・京大機械翻訳】

On the origin of membrane potential in membranes with polarizable nanopores

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資料名：
巻： 549 ページ： 616-630 発行年： 2018年
JST資料番号： E0669A ISSN： 0376-7388 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：オランダ (NLD) 言語：英語 (EN)

異なる濃度の電解質を分離する分極性ナノ多孔質膜における膜電位の生成のための新しい機構を報告する。異なる移動度を持つイオンの拡散によって発生した電場は不均一な表面電荷を誘起し,ナノ細孔内で電荷分離をもたらす。対応するDonnan電位は細孔入口と出口で現れ,非荷電非分極膜と比較して膜電位の劇的な増強をもたらす。高濃度コントラストにおいて,低濃度側での電場と非補償電荷間の相互作用は界面動電渦の発達をもたらす。理論的予測はSpace-Chargeモデルに基づいており,それは初めて分極性導電性表面を有するナノ細孔に拡張される。このモデルを,完全Navier-Stokes,Nernst-Planck,およびPoisson方程式に対して検証し,2つの貯留層を接続する高アスペクト比ナノ細孔において解いた。KClおよびNaCl水溶液中の誘電体および導電性膜の膜電位の実験的測定により,理論的結果を確認した。膜は直径約10nmのNafenナノ繊維から調製し,導電性炭素層を堆積することにより改質した。膜電位増強は電解質濃度と細孔半径の減少と共により大きくなることを理論的に示した。イオン拡散係数の比に対する膜電位の高感度を実証した。記述された現象は,イオン移動度,電気化学的およびバイオセンシングの正確な決定,ならびにナノ流体および生体電子デバイスの設計における応用を見出す可能性がある。Copyright 2018 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

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膜分離

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