杜金数作为无限长纳米孔极限下选择性的标度参数：对多价电解质的推广
软凝聚态物质
2022-04-01 v1 介观与纳米尺度物理
统计力学
化学物理
摘要
纳米器件行为的标度化意味着器件功能（本工作中为选择性）是标度参数的唯一函数，该标度参数是器件参数的适当组合。尽管当孔长相对于孔半径较大时，纳米孔可促进离子通过有限长度膜的传输，但我们处理一个重要的极限情况，即无限长纳米孔（纳米管）。在我们之前的研究（Sarkadi et al., J. Chem. Phys. 154 (2021) 154704.）中，我们证明了杜金数是纳米管极限下1:1电解质的适当标度参数，而在本工作中，我们基于泊松-玻尔兹曼（PB）理论从第一性原理导出杜金数，并将其推广到含多价离子的电解质。我们表明，隐式溶剂中带电硬球的大正则蒙特卡洛模拟给出的结果与PB理论所得结果相似，其偏差是PB理论平均场水平之外的离子关联（包括离子的有限尺寸）所致。此类偏差出现在存在电荷反转时，例如2:2和3:1电解质中。
引用
@article{arxiv.2203.16831,
title = {The Dukhin number as a scaling parameter for selectivity in the infinitely long nanopore limit: extension to multivalent electrolytes},
author = {Zsófia Sarkadi and Dávid Fertig and Mónika Valiskó and Dezső Boda},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.16831},
year = {2022}
}