光滑二氧化硅表面间受限高浓度水电解质中异常欠屏蔽的缺失
软凝聚态物质
2022-05-10 v2
摘要
最近的实验和一系列后续理论研究表明，高浓度电解质溶液中存在普适的欠屏蔽现象。我们使用多种碱金属的氯化物盐以及混合浓盐溶液（包含单价和二价阳离子与阴离子，模拟地质构造中典型的浓卤水），在1 mM至5 M浓度范围内对盐水溶液进行了一系列系统的原子力光谱测量。实验使用平坦基底和由光滑氧化硅制成的亚微米级胶体探针，浸没在pH值为6和9、温度为25°C和45°C的盐溶液中。虽然在最小的针尖-样品间距处观察到强排斥力，但在所探索的任何条件下均未出现如宏观云母表面所报道的异常长程静电力迹象。相反，对于1 M及更高盐浓度，在针尖-样品间距约2nm及以上时，力普遍由吸引性的范德华相互作用主导。基于原始模型经典密度泛函理论的补充计算支持这些实验观测，并显示出屏蔽长度随离子浓度增加的一致减小。
引用
@article{arxiv.2201.08667,
title = {Absence of anomalous underscreening in highly concentrated aqueous electrolytes confined between smooth silica surfaces},
author = {Saravana Kumar and Peter Cats and Mohammed B. Alotaibi and Subhash C. Ayirala and Ali A. Yousef and René van Roij and Igor Siretanu and Frieder Mugele},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.08667},
year = {2022}
}