盐致介电衰减的显式溶剂理论
软凝聚态物质
2022-06-09 v1 统计力学
摘要
我们引入一种由结构化溶剂分子与盐离子组成的场论电解质模型，二者通过静电与硬核相互作用耦合。在此显式溶剂理论中，我们刻画了超出弱耦合（WC）静电学的盐驱动介电衰减。先前形式体系的 WC 近似通过用维里展开处理盐电荷而得以放宽。该维里方法能够显式纳入多体盐-溶剂相互作用，并直接导出实验观测到的电解质介电常数随加入稀盐的线性衰减。我们方法得出的介电常数公式表明，溶剂介电常数的降低是由盐对极化电荷的屏蔽抑制了溶剂的介电响应所引发。通过与实验对比，我们还表明盐修饰的介电常数公式同样能复现电解质介电常数随温度升高而衰减、介电衰减的热衰减，以及其随盐价态增强。我们的理论与这一广泛实验趋势在定性上的一致，指出静电离子-溶剂关联是盐致介电衰减背后的主要机制。
引用
@article{arxiv.2202.09812,
title = {Explicit Solvent Theory of Salt-Induced Dielectric Decrement},
author = {Sahin Buyukdagli},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.09812},
year = {2022}
}