电荷修饰石墨烯纳米孔中的离子与水传输
化学物理
2016-08-02 v1 软凝聚态物质
摘要
多孔石墨烯具有高机械强度和原子层厚度，使其成为材料分离和生物分子传感的潜力材料。水溶液中电荷间的静电相互作用是一种强长程相互作用，可能对通过纳米孔的流体传输产生重大影响。在此，我们进行了分子动力学模拟，以研究通过边缘经过电荷修饰的直径为 1.05 nm 的单层石墨烯纳米孔的离子和水传输。结果表明，当纳米孔带电时，其对反离子具有选择性。随着电荷量的增加，总离子电流呈现先增后减的趋势，而同离子电流则单调递减。当纳米孔分别带负电和正电时，同离子排斥率可分别达到 75% 和 90%。在 Cl 离子作为反离子的系统中，其电流随电荷量增加而增大并达到平台期；而在 Na+ 作为反离子的系统中，其电流随电荷量增加而减小。此外，电荷修饰能显著增强通过纳米孔的水传输。这主要归因于纳米孔的离子选择性。特别是，孔边缘的正电荷比负电荷更能促进水的传输。
引用
@article{arxiv.1608.00054,
title = {Ion and water transport in charge-modified graphene nanopores},
author = {Yinghua Qiu and Kun Li and Weiyu Chen and Wei Si and Qiyan Tan and Yunfei Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1608.00054},
year = {2016}
}