锥形通道中的压敏离子传导：最优压力与几何
软凝聚态物质
2022-10-19 v4 流体动力学
摘要
通过对泊松-能斯特-普朗克方程的分析与数值求解，我们从理论上研究锥形通道的电导率，该通道根据近期实验表现出强烈的非线性压力依赖。这种机械敏感二极管行为源于孔内盐分的压力敏感积累或耗竭。由解析结果我们发现，此种二极管行为的最优几何强烈依赖于流率，在零流时尖端与基底半径的理想比值为0.22。随着流率增大，该最优比值变小，同时二极管性能变弱。因此在零流时获得最优二极管，这通过施加与外加电势成正比、与尖端半径平方成反比的压力降以抵消电渗流来实现。当外加压力偏离此理想压力降时，二极管性能急剧下降，解释了实验中观测到的显著机械敏感性。
引用
@article{arxiv.2205.02002,
title = {Pressure-sensitive ion conduction in a conical channel: optimal pressure and geometry},
author = {Willem Boon and Tim Veenstra and Marjolein Dijkstra and René van Roij},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.02002},
year = {2022}
}
备注
6 pages, 3 figures, Supplementary Information: 7 pages, 6 figures