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双极性纳米通道:电渗不稳定性的影响。第一部分:稳态响应

介观与纳米尺度物理 2024-11-27 v1

摘要

离子选择性系统的稳态电流-电压响应随离子选择性组分数量的变化而变化。对于广泛研究的仅包含一个离子选择性组分的单极性系统,已证明在超临界电压以上会触发电渗不稳定性,导致极限电流。相比之下,这种不稳定性对第二常见系统——双极性系统(包含两个带相反电荷的选择性区域)的电流-电压响应的影响尚未被报道。通过模拟,我们研究了双极性系统在两个带相反电荷区域电荷比变化时的稳态电响应。响应被分为与表面电荷相关的内部对称和没有内部对称的两类。与单极性系统相反,具有内部对称的双极性系统不表现出极限电流,其稳态响应与无对流的稳态响应相同。相反,没有内部对称的系统表现出更为复杂的行为。在正电压下,它们具有极限电流;而在负电压下,它们没有极限电流。我们的发现有助于更深入地理解双极性系统中电流-电压响应的行为。

关键词

引用

@article{arxiv.2408.03974,
  title  = {Bipolar nanochannels: The effects of an electro-osmotic instability. Part I: Steady-state response},
  author = {Ramadan Abu-Rjal and Yoav Green},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2408.03974},
  year   = {2024}
}

备注

23 pages, 7 figures