论双电层中过充与电荷反转的本质
软凝聚态物质
2024-01-01 v3 材料科学
摘要
理解过充与电荷反转是软物质和生物物理学中长期存在的挑战之一。为了研究这些现象，我们采用了修正的高斯重整化涨落理论，该理论允许自洽地考虑空间变化的离子强度，以及介电常数和排除体积效应的空间变化。通过改变表面电荷、反离子价态和介电对比度，阐明了过充对静电耦合的潜在依赖关系。与模拟结果一致，确定了对应于弱耦合、中等耦合和强耦合的三个特征区域。成功捕获了诸如 zeta 电位反转、表面处的拥挤和离子分层等重要特征。对于弱耦合，没有过充。在中等耦合区域，过充随表面电荷增加。最后，在强耦合区域，观察到离子拥挤和过充饱和。我们的理论预测了电荷反转对多价盐浓度以及一价盐添加的非单调依赖性，这与实验定量吻合。
引用
@article{arxiv.2212.00141,
title = {On the nature of overcharging and charge inversion in electrical double layers},
author = {Nikhil R. Agrawal and Chao Duan and Rui Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.00141},
year = {2024}
}