利用带电多孔表面实现大 zeta 电势
流体动力学
2020-10-28 v1 化学物理
摘要
我们讨论了浸有外部电解质溶液的、具有有限流体动力学渗透率的带电多孔涂层附近的电渗流。研究表明，由于其表面因富集反离子的多孔膜内的电渗流而产生的大液体滑移，其电动（zeta）电势通常相较于表面静电势有所增强。内部流动表现出由涂层体积电荷密度、其 Brinkman 长度以及外加盐浓度控制的非常丰富的行为。有趣的是，即便在相对较小的 Brinkman 长度下，zeta 电势在某些情况下也会变得巨大，从而在体相电解质中提供非常快的外部流动。当 Brinkman 长度足够大时，即便表面电势实际趋近于零，zeta 电势也可能极高。为以简洁方式描述滑移速度，我们引入了电渗滑移长度的概念，并证明后者总是由多孔膜的流体动力学渗透率决定，并且根据 regime 不同，还由体积电荷密度或盐浓度决定。这些结果为合理设计多孔涂层以增强电动现象、以及通过调整体相电解质浓度来调节其性质提供了框架，在微流控中具有直接应用。
引用
@article{arxiv.2008.04350,
title = {Achieving large zeta-potentials with charged porous surfaces},
author = {Olga I. Vinogradova and Elena F. Silkina and Naren Bag and Evgeny S. Asmolov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.04350},
year = {2020}
}