pH依存電荷密度を有するソフトナノチャンネルにおける静電および電気浸透特性に対するイオンサイズ効果【JST・京大機械翻訳】

Sin Jun-Sik; Kim Un-Hyok

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202209195833533 整理番号：22P0287460

pH依存電荷密度を有するソフトナノチャンネルにおける静電および電気浸透特性に対するイオンサイズ効果【JST・京大機械翻訳】

Ion size effect on electrostatic and electroosmotic properties in soft nanochannels with pH-dependent charge density

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発行年： 2022年02月10日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2022年02月10日
JST資料番号： O7000B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

※このプレプリント論文は学術誌に掲載済みです。なお、学術誌掲載の際には一部内容が変更されている可能性があります。

pH依存性電荷密度を有するソフトナノチャネルにおける種々の特性に及ぼすイオンサイズ効果の理論的研究を報告した。電解質中の剛体表面にグラフトした荷電高分子電解質層のpH依存性と同様にイオンサイズを考慮した自由エネルギーベース平均場理論を開発した。ソフトナノチャネルにおける特性に及ぼすイオンサイズの影響を,イオン数密度と静電ポテンシャルを数値的に計算することによって評価した。点状イオンと異なり,イオンの有限サイズに対して,高分子電解質層内の荷電可能なサイトの均一分布が,水素イオンだけでなく他の種類のイオンに対してもイオン数密度の非物理的不連続性を引き起こすことを示した。高分子電解質層-剛直固体界面でのイオン数密度とゼロイオン輸送の連続性を確保するために,点状イオンに対する充電可能サイトの同じ立方空間分布が必要であることを示した。有限イオンサイズを考慮すると,静電ポテンシャルと電気浸透速度が増加し,イオン数密度が減少することを見出した。さらに重要なことに,高分子電解質層において,高分子電解質電荷密度のpH依存性が電解質中の他の正イオン種よりも強い水素イオンの蓄積をもたらし,このような傾向は有限イオンサイズを考慮することによりさらに増強されることを示した。さらに,著者らは,有限イオンサイズの考察が,静電および電気浸透特性に及ぼす種々のパラメータの役割にいかに影響するかを議論した。【JST・京大機械翻訳】

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電気化学一般 , 電解質水溶液

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