溶液电导率在反应诱导电荷自电泳中的作用
流体动力学
2015-06-17 v1 软凝聚态物质
摘要
催化双金属 Janus 粒子通过双极电化学推进机制游动，该机制源于粒子表面的电渗流体滑移。流动由电体力驱动，这些力是由反应诱导电场与粒子周围扩散层中的净电荷耦合产生的。本文通过模拟、标度分析和物理描述，阐述了实验观察到的趋势，即游动速度随溶液电导率增加而迅速衰减。模拟求解了包含多种离子物种的全 Poisson-Nernst-Planck-Stokes 方程，针对无限流体中的圆柱形粒子，并采用非线性 Butler-Volmer 边界条件来表示电化学表面反应。双金属粒子的速度在高电导率溶液中降低，原因是棒附近扩散层中的诱导电场、总反应速率以及棒 zeta 电位的幅值减小。本工作的结果表明，自电泳机制本质上容易在高离子强度溶液中发生速度降低。
引用
@article{arxiv.1309.1474,
title = {Role of Solution Conductivity in Reaction Induced Charge Auto-Electrophoresis},
author = {Jeffrey L. Moran and Jonathan D. Posner},
journal= {arXiv preprint arXiv:1309.1474},
year = {2015}
}