电解质理论能否描述带电纳米颗粒？来自介观模拟技术的启示
软凝聚态物质
2020-02-03 v1 统计力学
摘要
电解质理论能够描述溶液中简单电解质（如水中的氯化钠）的结构与动力学性质。将这些理论用于带电纳米颗粒的水溶液，是从实验数据提取其电荷与尺寸的直接途径。然而，对于此类强不对称电解质，其底层近似的有效性从未通过精确模拟结果得到恰当检验。本工作中，我们使用成熟的介观数值模拟来检验先进电解质理论在无盐情形下预测带电纳米颗粒悬浮液电导率的能力。所研究的理论基于 Debye-Fuoss-Onsager 电解质输运处理。当纳米颗粒足够小（约 1 纳米）时，理论结果与模拟结果吻合极好，即便在高浓度区（纳米颗粒堆积分数大于 3 ）亦然。引人注目的是，对于高电荷纳米颗粒，该理论能够捕捉电导率与其无限稀释时的值（理想值）之比随浓度变化的非单调变化。然而，所检验的理论无法描述含有较大纳米颗粒（例如直径 ~nm）的悬浮液的电导率。最后，就电解质理论而言，只有小的带电纳米颗粒可被视为{\em 离子}。
引用
@article{arxiv.2001.11722,
title = {Can we describe charged nanoparticles with electrolyte theories? Insight from mesoscopic simulation techniques},
author = {Vincent Dahirel and Olivier Bernard and Marie Jardat},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.11722},
year = {2020}
}