Bjerrum对引起的屏蔽长度增大

在修正的Poisson-Boltzmann理论框架内，我们研究了Bjerrum对电解质溶液中电场屏蔽的特征长度尺度$1/\bar{\kappa}$的影响，考虑了一个简单的自由离子与Bjerrum对之间的缔合-解离平衡。在Bjerrum对低密度下，该长度尺度很好地近似为德拜长度$1/\kappa\propto 1/\sqrt{\rho_\mathrm{s}}$，其中$\rho_\mathrm{s}$是自由离子密度。然而，在Bjerrum对高密度下，我们发现$1/\bar{\kappa}\propto \sqrt{\rho_\mathrm{s}}$，这显著大于$1/\kappa$，原因是Bjerrum对的极化导致电解质有效介电常数增强。我们认为，这一机制可以解释最近观察到的油分散胶体晶体与油水界面胶体单层之间异常大的无胶体区。