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J-GLOBAL ID：202002244376017737   整理番号：20A1860562

電解質溶液中の電気二重層のレオロジー【JST・京大機械翻訳】

Rheology of the Electric Double Layer in Electrolyte Solutions

著者 (4件)： Funari Riccardo (Micro/Bio/Nanofluidics Unit, Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University, Japan) ,  Matsumoto Atsushi (Micro/Bio/Nanofluidics Unit, Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University, Japan) ,  de Bruyn John R. (Department of Physics and Astronomy, University of Western Ontario, Ontario, Canada) ,  Shen Amy Q. (Micro/Bio/Nanofluidics Unit, Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University, Japan)
資料名： Analytical Chemistry  (Analytical Chemistry)
巻： 92  号： 12  ページ： 8244-8253  発行年： 2020年 
JST資料番号： A0395A  ISSN： 0003-2700  CODEN： ANCHAM  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： 電気二重層(EDLs)は荷電表面に形成されたイオン構造であり,種々の生物学的および工業的プロセスにおいて重要な役割を果たす。過去10年間の広範な研究は,通常の塩とイオン液体の両方の濃厚電解質溶液におけるEDLの構造を明らかにした。しかし,EDL構造がそれらの材料特性にどのように影響するかは,ナノスケールでのこれらの測定の技術的困難さのために,挑戦的な話題のままである。本研究では,濃縮電解質溶液を含む広範囲のイオン濃度にわたって形成されたEDLの粘弾性の最初の詳細なキャラクタリゼーションを報告する。特に,3種類の溶質:イオン液体,塩化1-ブチル-3-メチルイミダゾリウム(BmimCl)を含む水溶液中に浸漬した表面感受性デバイス,水晶振動子マイクロバランス(QCM)の共振周波数とエネルギー散逸を測定することにより,EDLの複素せん断弾性率を調べた。通常の塩,塩化ナトリウム(NaCl);そして,非電解質,エチレングリコール(EG)。2つの電解質溶液に対して,EDLの存在によるイオン濃度の増加による共振周波数の単調減少とエネルギー散逸の単調増加を観測した。EDLの複素せん断弾性率は,EDLの密度およびせん断弾性率がバルク溶液のそれらに対して指数的に減衰する波動伝播モデルによって推定した。その結果,EDLの貯蔵と損失弾性率は,低イオン濃度領域(<1M)のイオン濃度の増加と共に急速に増加するが,十分に高いイオン濃度で類似の大きさで飽和値に達することが分かった。帯電QCM表面近傍のEDLのせん断粘度はNaCl溶液に対して約50倍,飽和濃度においてバルク溶液値のBmimCl溶液に対して500倍である。また,QCMは,EDLのレオロジー特性を分析するために利用することができ,従って,表面力装置のような従来の実験室機器に対する相補的,低コストおよび携帯可能な代替を提供することを実証した。これらの結果は,EDLの粘弾性特性に関する新しい展望を明らかにし,電池のバイオセンシングや高速充電のような応用に対するデバイス最適化を潜在的に誘導できる。Copyright 2020 American Chemical Society All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： イオン ,  最適化 ,  帯電 ,  粘弾性 ,  電荷 ,  *電解質溶液 ,  微量天秤 ,  *レオロジー ,  *電気二重層 ,  剛性率 ,  充電 ,  共振周波数 ,  バイオセンサ ,  イオン濃度
準シソーラス用語： ナノスケール , 【Automatic Indexing@JST】

分類 (2件)： 分析機器  (CC02020S) ,  圧電デバイス  (NC03110I)

タイトルに関連する用語 (3件)： 電解質溶液 ,  電気二重層 ,  レオロジー