非对称 1:1 电解质中的浓度-电荷耦合动力学、局部瞬态响应与涨落

我们研究了非对称 1:1 电解质中浓度和电荷的耦合动力学，关注扩散不对称与外部电场之间的相互作用。通过 Brownian 动力学模拟和线性化随机密度函数理论（SDFT），我们分析了对不均匀电场下电荷和数浦流的瞬态响应，以及在均匀场下稳态的时空涨落。结果表明，离子扩散系数的不对称性引入了电荷和数浦输运之间的非平凡耦合，这种耦合修改了对称电解质中已存在的两种松弛模式——一种与电荷松弛相关，另一种与 ambipolar 扩散相关。该动力学还受施加场的影响，场加强了扩散、改变了屏障长度，并在松弛模式中诱导振荡行为。SDFT 框架提供了用于密度涨落和数浦-电荷交叉相关的中间散射矩阵的闭式表达式，预测结果经与模拟验证一致，在宽范围的波矢量下，包括平衡态和有限电场下均表现良好。我们的发现凸显了扩散不对称性和外部场在调节电解质输运性质方面的关键作用，对纳流体器件、能源收集和离子电子电路具有启发意义。这一工作将理论洞察与实际应用相结合，为理解和控制非对称体系中的电解质动力学提供了稳健的框架。