Liquid-liquid interfacial tension of electrolyte solutions
从理论上证明了两种电解质溶液之间的过剩液-液界面张力作为离子强度I的函数,在小I时渐近地表现为O(- I^0.5),在大I时渐近地表现为O(+- I)。前者政权是占主导地位的静电势由于两种液体之间的离子的不平等的分区,而后者政权是有限的界面厚度有关。两个渐近制度之间的交叉敏感地依赖于材料参数,这表明,根据实际的系统调查,实验可访问的范围内的离子强度可以对应于小或大的离子强度制度。在液-气界面的极限情况下,当离子强度I较小时,镜像电荷相互作用可以支配表面张力,从而满足Onsager-Samaras极限定律O(- I ln(I))。所提出的图像与更精细的模型和已发表的测量结果一致。
2008-07-04 cond-mat.soft
Ubiquitous preferential water adsorption to electrodes in water/1-propanol mixtures detected by electrochemical impedance spectroscopy
本文通过电化学阻抗谱研究铝电极在水/1-丙醇混合电解质中的双电层电容,发现电容主要由电极表面亲水性导致的水优先吸附决定,且该现象普遍存在并与电解质类型和浓度无关。
2023-08-13 cond-mat.soft physics.chem-ph
Stability of the Liquid Phase in Colloidal Electrolytes
用蒙特卡罗模拟计算了由带相反电荷的胶体组成的1:1对称混合物的平衡相图。我们用DLVO有效相互作用势来模拟系统。相图是类似于它的原子模拟(离子流体),其中液体-气体的一级转变出现在低$T-ρ$地区是稳定的结晶。在离子流体中,我们发现了两种不同的晶体:在高$T$的流体结晶在FCC晶格,而在低$T$,液体与BCC晶体共存。随着相互作用范围的减小,气液稳定区域变窄。
2005-11-28 cond-mat.soft
Lithium Ion Transport Mechanism in Ternary Polymer Electrolyte-Ionic Liquid Mixtures - A Molecular Dynamics Simulation Study
通过分子动力学模拟研究了PEO/LiTFSI和不同比例的离子液体N-甲基-N-丙基吡咯烷双(三氟甲烷)磺酰亚胺组成的三元聚合物电解质中锂的输运机理。这是由最近的实验发现[Passerini等人,电化学。Acta 2012,86,330-338],其证明了这些材料相对于其二元对应物PEO/LiTFSI显示出增强的锂迁移率。为了掌握引起这些观察结果的潜在微观情景,我们采用了一种基于Rouse的分析阳离子传输模型[Maitra等人,PRL 2007,98,227802],其最初被设计用于常规聚合物电解质。该模型描述了通过三种不同的机制,每个特征在于一个单独的时间尺度的阳离子传输。事实证明,在三元电解质中,基本上所有的锂离子都由PEO链配位,从而排除了离子液体分子的存在增强的传输机制。相反,离子液体的增塑作用通过增强PEO链的动力学以及因此也增强附着离子的运动而有助于增加锂迁移率。额外的重点放在预测锂扩散系数从模拟数据为各种链长和与实验数据的比较,从而证明了我们的方法的广泛适用性。
2013-02-20 cond-mat.soft
A Simulation Study of the Lithium Ion Transport Mechanism in Ternary Polymer Electrolytes - The Critical Role of the Segmental Mobility
采用分子动力学(MD)模拟研究了锂离子在聚环氧乙烷(PEO)、锂-双(三氟甲烷)磺酰亚胺(LiTFSI)和离子液体N-甲基-N-丙基吡咯烷鎓双(三氟甲烷)磺酰亚胺(PYR 13 TFSI)组成的三元聚合物电解质中的输运.特别是,我们专注于两种不同的策略,通过它可以设计的三元电解质,即(a)加入离子液体的PEO 20 LiTFSI,和(b)取代PEO链在PEO 20 LiTFSI的离子液体。为了掌握整体锂传输机制的变化,我们采用了基于Rouse的分析阳离子传输模型(Maitra et al.,物理学评论快报,2007,98,227802),其最初被设计用于二元PEO基电解质。该模型区分了三种不同的微观运输机制,每种机制都由一个单独的时间尺度量化。在我们的分析过程中,我们扩展了这种数学描述来解释一种全新的传输机制,即TFSI支持的与PEO链脱钩的锂离子扩散,这种扩散在某些化学计量中出现。我们发现,在PEO基聚合物电解质链段的流动性起着决定性的作用。也就是说,尽管向PEO 20 LiTFSI中加入离子液体使聚合物网络增塑,因此也增加了锂扩散,但当用离子液体取代PEO链时,游离的、可移动的醚氧的量减少,这补偿了增塑效果。总之,我们的观察使我们能够制定一些一般原则的锂离子传输机制在三元聚合物电解质。此外,我们的见解也揭示了最近的实验观察(Joost等人,电化学。Acta,2012,86,33…
2013-10-01 cond-mat.soft
The Electrostatic Screening Length in Concentrated Electrolytes Increases with Concentration
根据经典电解质理论,稀(低离子密度)电解质中的相互作用随距离呈指数衰减,德拜屏蔽长度是特征长度尺度。这种衰减长度随着离子浓度的增加而单调减小,这是由于短距离内电荷的有效屏蔽。因此,在德拜模型中,预计在浓电解质中没有长程力。在这里,我们揭示了,使用实验检测的两个平面带电表面之间的相互作用在很宽的范围内的电解质,超出稀释(德拜Huuckel)制度的屏蔽长度随浓度的增加而增加。研究的所有电解质的筛选长度-包括NaCl水溶液、用碳酸亚丙酯稀释的离子液体和纯离子液体-当按介电常数缩放时,塌陷到单个曲线上。筛选长度随浓度的这种非单调变化及其在离子液体和盐水溶液中的普遍性证明了浓缩电解质的重要特征,其与生物学和能量储存具有实质性相关性。
2016-07-13 cond-mat.soft
Thermoelectricity in confined liquid electrolytes
暴露于温度梯度的液体电解质的扩展相中的电场归因于离子种类的不同热泳迁移率。如本文所示,即使在最简单的电解质中,如果它被限制在带电壁之间,也不需要这种索雷特型离子热扩散来诱导热电。双电层的空间电荷导致由温度依赖性电泳离子迁移率驱动的选择性离子扩散,这-对于窄通道-可能导致比经典Soret平衡在幅度上更大的热电压。
2020-06-23 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Wave mechanics in an ionic liquid mixture
本文通过测量两种离子尺寸差异很大的离子液体混合物中宏观表面间的相互作用力,发现其振荡力可用两个振荡模式和一个单调模式的叠加拟合,且参数与纯液体匹配,从而提出液体物质中相互作用具有波动力学特征。
2024-02-27 cond-mat.soft
Modelling structure and ionic diffusion in a class of ionic liquid crystal-based solid electrolytes
本文通过分子动力学模拟与实验结合,设计并合成了一类基于萘基介晶单元和不同烷基链的新型层状相液晶电解质,揭示了烷基链长度通过影响纳米通道尺度而非单调地调控Li+电导率,并指出阴离子-Li+离子对相互作用对整体导电性能至关重要,为全固态锂电池电解质设计提供了新方向。
2024-02-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Impedance spectroscopy of ions at liquid-liquid interfaces
提取两种不混溶液体之间的界面的性质的可能性,例如,在动态密度泛函理论(相当于Nernst-Planck-Poisson理论)范围内,通过阻抗谱的方法对电解质溶液或多层膜的阻抗谱进行了理论研究。提出了一种新的方法的基础上的两步拟合过程的等效电路的阻抗谱,它允许唯一地分离体和界面元素。此外,所提出的方法避免了过拟合的两种液体的接触和欠拟合的界面特性的本体特性,因为它们可能会发生标准的一步程序。的关键思想是,以确定在第一步中的等效电路的大块元素,通过拟合相应的子电路的光谱均匀的电解质溶液,然后拟合完整的等效电路与固定的大块元素的阻抗谱包含接口。这种方法的例子是一个等效电路,导致一个物理直观的定性行为,以及定量的界面元素的现实价值。所提出的方法是强大的,使它可以预期适用于广泛的一类系统的液-液界面。
2013-11-06 cond-mat.soft physics.chem-ph
Inferring global dynamics from local structure in liquid electrolytes
浓电解质中的离子传输在诸如锂离子电池的电化学系统中起着基本作用。尽管如此,在强离子-离子相互作用中的传输机制仍然是个谜。一个关键的问题是,离子传输的动力学是否可以单独通过局部静态结构来预测,如果可以的话,决定传输的关键结构基序是什么。在本文中,我们证明了机器学习可以成功地将全局电导率分解为局部瞬时离子贡献的时空平均值,并将此“局部摩尔电导率”场与局部离子环境联系起来。我们的机器学习模型准确地预测了不属于训练集的电解质系统的摩尔电导率,这表明离子传输的动力学可以从局部静态结构中预测。此外,通过分析这个机器学习的局部电导率场,我们观察到高浓度下局部电导率的波动与总摩尔电导率呈负相关。令人惊讶的是,这些波动是由于低电导率离子的长尾分布而产生的,而不是不同的离子对,并且通过相似和不相似的电荷相互作用在空间上相关。更广泛地说,我们的方法展示了机器学习如何帮助理解复杂的软物质系统,通过学习一个将全局集体属性归因于局部原子贡献的函数。
2022-08-05 cond-mat.soft
A Mott-Schottky Analysis of Mesoporous Silicon in Aqueous Electrolyte by Electrochemical Impedance Spectroscopy
本文利用电化学阻抗谱和 Mott-Schottky 分析表征高氯酸溶液浸渍的介孔硅电极,揭示孔壁能带状态并测定平带电位等参数,发现纳米孔使平带电位显著偏移。
2023-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Theory of Transport in Highly Concentrated Electrolytes
离子液体具有很高的电化学和热力学稳定性,并具有高度的可调性,是一种很有前途的新型电解质。作为没有中性溶剂的纯离子电解质,它们在带电界面附近和本体中表现出特征结构,两者都通过单独的框架和方法在理论上描述。我们提出了一个整体连续理论适用于这两个地区。纯离子液体和离子液体混合物的传输理论允许电解质演变的系统描述。特别是,可以研究动态批量传输效应和界面结构。该理论在物理上是一致的,并描述了多组分溶液(离子液体,高浓度电解质,盐包水电解质)。在这里,我们给出了详细的理论推导,并专注于批量运输过程中出现的离子液体在电化学电池。此外,我们验证了我们的框架,基于离子液体和水的混合物作为电解质的锌离子电池。
2022-01-10 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
Fast estimation of ion-pairing for screening electrolytes: A cluster can approximate a bulk liquid
离子配对的倾向通常可以决定电解质溶液的热力学和动力学性质。因此,快速准确地估计离子配对对于补充新型电解质的设计和筛选工作非常有价值。在这里,我们介绍了一个有效的集群模型来估计本地离子对电位的平均力(PMF)在电解质中的离子溶质之间。该模型采用了离子对和几层明确的溶剂在气相集群,并利用增强的采样方法,以实现高效率和准确性。我们采用谐波约束,以防止溶剂逃逸的集群和限制采样大离子间的距离。我们开发了一个团簇离子对采样(CLIPS)工具,实现了我们的集群模型,并展示了其潜在的实用性筛选简单和聚电解质系统。
2021-10-26 cond-mat.soft physics.atm-clus
Low temperature behaviour and glass line of the symmetrical colloidal electrolyte
我们报告的低温行为的胶体电解质的分子动力学模拟,其中的静电相互作用建模使用有效的屏蔽相互作用的装置。在以前的工作中,我们发现了一个区域的气液共存位于低$T$ -低$ρ$区域。在远低于临界温度的温度下,系统不能达到平衡,即气-液转变被阻止。已经确定了两种不同的机制导致停滞:最低$T$中的凝胶化和中间$T$值处的拥挤,后者与双结点和玻璃线之间的交叉点相关。为了测试后者,在这个交叉点附近的胶体电解质的动力学已经计算和比较的理想MCT的普遍预测。在其他玻璃形成液体中,我们发现这个平均场论和这个复杂系统的动力学之间的良好协议,虽然它失败的过渡。有趣的是,在该区域,我们发现该系统的动力学主要由空间相互作用驱动,显示出排斥性胶体玻璃的所有典型性质。最后,等扩散系数线表明,在这个系统与短程吸引力,没有重入玻璃现象,而不是单组分系统。
2007-01-17 cond-mat.soft
Four-contact impedance spectroscopy of conductive liquid samples
我们提出了一种改进的方法,使用四电极测量导电液体样品的阻抗谱。我们的方法使导电液体的阻抗测量下降到亚赫兹频率,避免电极极化效应,通常削弱标准阻抗分析仪。我们已经成功地用氯化钾和明胶的水溶液测试了我们的装置。第一种物质显示出从$\sim$ 100 kHz到sub-Hz范围的平坦光谱,而明胶的结果清楚地显示出存在两种不同的低频导电弛豫。
2011-04-29 cond-mat.soft physics.ins-det
Mutual effect of charge- and number-density correlations in ionic liquids and concentrated electrolytes
在Gaussian近似下研究浓离子系统关联函数,考虑涨落贡献后发现结果无显著变化,并推导振荡与单调衰减的必要条件,指出需超越该近似以验证渐近衰减行为。
2025-06-25 cond-mat.soft
Surface forces generated by the action of electric fields across liquid films
我们探讨了力的产生和表面相互作用时产生的电场施加在流体膜。使用表面力天平(SFB),我们直接测量跨电介质和电解液的交叉圆柱几何形状的两个电极之间的力。在电介质膜的情况下,电极之间的场施加力,这可以很好地解释使用经典表达式和没有拟合参数。然而,当电极被电解质膜分开时,交变电场引起基本上偏离电解质的计算静态响应的力。力的大小比预测的要大,相互作用可以从吸引力转变为排斥力。此外,在电解质中接近稳态发生在$10^2$ - $10^3$ ~s,这与系统的充电和粘性时间尺度相比非常慢。在AC电场中的非平凡电解质响应,在这里直接测量,可能是最近几个报告的基础上的意想不到的和分叉的力量驱动胶体在AC领域。我们的测量建议的方法来控制胶体和软物质使用电场,以及提供一个直接测量的长度和时间尺度相关的交流电化学和电动系统。
2019-04-07 cond-mat.soft
Liquid Crystals with Patterned Molecular Orientation as an Electrolytic Active Medium
微尺度下流体和粒子的输运是基础科学和应用科学的重要课题。最成功的方法之一是使用电场,这需要系统携带或感应电荷。我们描述了一种通用的方法来产生电动流动,通过使用表面图案化的分子取向的液晶(LC)作为电解质。表面图案化通过光对准产生。在存在电场的情况下,空间变化的取向感生触发LC流动的空间电荷。活性图案化LC电解质将电能转化为LC流,并沿着预先设计的轨迹输送任何类型(流体、固体、气体)的嵌入颗粒,对这些颗粒和界面的电性质(电荷、极化率)没有限制。图案化的LC电解质表现出二次场的流速依赖性,它诱导持续的可控的旋转速度和方向,是典型的微米和纳米级混合应用的涡流。
2015-10-05 cond-mat.soft
Q-tensor model for electrokinetics in nematic liquid crystals
我们使用变分原理推导出一个数学模型,其中液晶组分描述的第二阶阶张量的液晶电解质。该模型扩展了以前开发的董事为基础的理论和帐户存在的向错和可能的双轴性。我们通过考虑一个简单但说明性的例子,液晶使能电渗流(LCEO)周围的一个固定的介电球形粒子放置在一个大的圆柱形容器的中心充满了一个可再生的电解质,验证了该模型。假设垂面锚定的粒子表面上的粒子和均匀分布的容器的表面上的董事,我们考虑两种配置与向错赤道环和双曲刺猬,分别。计算的电渗流显示出强烈的依赖于指向矢配置和介电常数和电导率的各向异性的液晶使能电动力学的电特性。此外,模拟表明周围的电介质球的空间电荷分离,即使在各向同性的介电常数和电导率的情况下。这与介电球体周围的各向同性电解质所描述的诱导电荷电渗效应是一致的。
2017-04-15 cond-mat.soft
Are Room Temperature Ionic Liquids Dilute Electrolytes?
理解离子液体结构的一个重要问题是离子是否真正是“自由的”和可移动的,这将对应于浓缩的离子熔体,或者更确切地说是“结合”在离子对中,即具有小浓度的自由离子的离子对的液体。最近来自不同团体的表面力平衡实验对这个问题给出了相互矛盾的答案。提出了一个简单的离子液体中离子配对热力学和动力学模型。我们的模型考虑到屏蔽离子离子,偶极偶极和偶极离子相互作用的平均场限制。这个模型的结果表明,几乎三分之二的离子是免费的,在任何时刻,和离子对有一个短的寿命可比的特征时间尺度的扩散。这些结果表明,有没有特别的热力学或动力学偏好的离子居住在对。因此,我们得出结论,离子液体是浓缩的,而不是稀释,电解质。
2014-12-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Thermal Transport Anomalies of Electrolyte Solutions in the Water Supercooled Regime: Signatures of the Liquid-Liquid Water Phase Transition
本文通过非平衡分子动力学模拟过冷 NaCl/LiCl 溶液,发现热导率、Soret 与 Seebeck 系数异常随浓度和温度变化,并与 LDL/HDL 结构转变及 LLPT 相关。
2025-08-29 cond-mat.other cond-mat.soft
Three-phase contact line and line tension of electrolyte solutions in contact with charged substrates
采用经典的密度泛函理论,在晶格模型下,研究了电解质溶液的气液界面与带电平面基底相交形成的三相接触线.分析了衬底电荷密度和溶液离子强度对三相接触线的本征结构和相应的线张力的影响。我们发现一个负的线张力的所有值的表面电荷密度和考虑的离子强度。线张力的强度随着接触角的减小而减小,这是通过改变温度或衬底电荷密度实现的。
2015-11-16 cond-mat.soft
From solvent free to dilute electrolytes: Essential components for a continuum theory
对高浓度电解质和离子液体的实验观察越来越多,显示出与稀释或中等浓度电解质不同的定性特征,例如自组装,多次弛豫和欠屏蔽,这些都影响了流体/固体界面的出现,以及这些系统中的传输。由于这些现象没有被现有的平均场模型的电解质,有一个高度集中的电解质和离子液体的连续框架的最重要的需要。在这项工作中,我们提出了一个自洽的时空框架的三元组合物,包括离子和溶剂采用自由能,包括短期和长期的相互作用,以及通过Onsagers的关系耗散机制。我们表明,该模型可以描述多种体和界面形态在稳态。因此,不同形态出现的动力学过程变得与平衡自由能中指定的相互作用同样重要。模型方程不仅提供了超越斯托克斯-爱因斯坦-Smoluchowski关系的传输机制的见解,而且还能够在最近使用有机溶剂稀释离子液体的实验中观察到的非单调电屏蔽长度的全范围(三个不同区域)中进行定性恢复。
2017-12-10 cond-mat.soft physics.chem-ph
Impedance response of ionic liquids in long slit pores
我们研究了离子液体在狭缝孔几何结构中的动力学。从经典的和动态的密度泛函理论的带电硬球的系统,渐近过程导致一个简化的模型,它结合了准确的分辨率的离子分层(垂直于狭缝孔壁)和离子传输的孔长度。这种降阶模型能够以较低的数值代价在不同的离子液体和电极孔径之间进行定性比较。我们推导出涉及数值计算灵敏度的降阶模型的阻抗响应的半解析表达式,并获得有效的有限空间Warburg元素有效的高,低频率限制。此外,我们进行时间相关的数值模拟,以恢复作为交叉验证步骤的阻抗响应。我们研究了阻抗响应对系统参数的依赖性和所用密度泛函理论的选择。列入静电效应超出平均场定性地改变了依赖于孔的宽度上的特征响应时间。我们观察到响应时间的峰值作为孔宽度的函数,其高度和位置取决于施加的电势差。我们讨论了如何计算出的动态特性可以与平衡结果一起使用,以优化离子液体超级电容器的给定应用。
2021-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
The Surface of Electrolyte Solutions is Stratified
离子在空气/水界面的分布在许多自然过程中起着决定性的作用。通常认为,具有低电荷密度的可极化离子是表面活性的,这意味着它们位于水表面的顶部。在这里,我们修改这一既定的假设相结合的表面特异性外差检测振动和频生成与神经网络辅助从头算分子动力学模拟。我们的研究结果直接表明,在典型的电解质溶液中的离子,事实上,位于一个地下区域,导致这样的界面分层成两个独特的水层。最外表面是离子耗尽的,并且次表面层是离子富集的。结果,在溶液内部几个微纳米处的有效液体/液体界面出现,除了最外面的空气/水界面之外,还产生了第二个水/电解质界面。
2022-10-04 cond-mat.soft physics.chem-ph
DFT study of ionic liquids adsorption on circumcoronene shaped graphene
本研究利用密度泛函理论方法,探讨了高浓度离子液体在环绕冠烯模型碳表面的吸附作用,发现色散相互作用显著增强了碳-离子相互作用,并重点关注了在超级电容器和太阳能电池中具应用前景的卤化物阴离子的吸附。
2017-11-26 cond-mat.soft physics.chem-ph
Possibility of obtaining two orders of magnitude larger electrokinetic streaming potentials, through liquid infiltrated surfaces
提出了一种用于将电动流动电位(Vs)的幅度从~ 0.02 V大幅增加到~ 1.6 V的方法。这是通过部署纹理,液体填充表面(LFS),填充低粘度油,电解质流动。在电解质-油界面的电荷密度以及增强的滑移可能是负责增强的VS。有人发现,通过实验分析以及计算模拟,流体滑移长度与填充油粘度成反比,并影响VS。该研究提供了新的观点复杂的电解质流动条件可能是相关的能量收集应用。
2020-06-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
Topological-defect-induced surface charge heterogeneities in nematic electrolytes
我们表明,拓扑缺陷的离子掺杂的双液晶可以用来操纵化学均匀,电荷调节外表面上的表面电荷分布,使用最小的理论模型。特别地,缺陷的位置和类型对表面电荷的精确分布进行编码,并且当液晶是挠曲电的时,该效果增强。我们证明了图案化的表面和带电的胶体球的原则。更一般地说,我们的研究结果表明一个有趣的方法来控制外表面上的表面电荷,而不改变表面化学。
2020-07-15 cond-mat.soft physics.chem-ph
Thermodynamics of surface tension: application to electrolyte solution
在这篇献给迈克尔·费希尔70岁生日的《统计物理学杂志》特刊中,我将回顾两种不同的方法来获得混合物中液-气界面的界面张力。将提出一个具体的应用,计算电解质水溶液的过量表面张力。
2002-03-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Polar Liquids at Charged Interfaces: A Dipolar Shell Theory
极性液体和电解质溶液(如水和含水电解质)在界面处的结构是物理学、化学、生物学和工程学中许多现象的基础。在这项工作中,我们开发了一个连续介质理论,捕捉极性液体在带电界面,包括电荷和质量的振荡,从溶剂的分子性质开始的介电屏蔽的基本特征。该理论预测了以前在分子动力学模拟中研究的界面极性液体的各向异性介电张量。我们探讨了电极/电解质界面的电容和两个平面平行的极化表面之间的水合力的界面极性液体的性质的影响。在线性响应近似下,我们得到了界面处分子和离子分布的特征衰减长度的简单公式。
2022-04-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The Role of Energy Scales for the Structure of Ionic Liquids at Electrified Interfaces -- A Theory-Based Approach
离子液体作为电池电解质提供独特的本体和界面特性。我们的连续体方法自然地描述了宏观尺度上的电解质。分子排斥的积分公式,这可以通过实验和理论方法定量确定,模型electrolyteon纳米尺度。在这篇文章中,我们执行一个系统的系列扩展的积分公式,推导出描述的化学势的高阶浓度梯度,并合理化外观的四阶导数算子在修改后的泊松方程,最近提出在这方面。通过这种方式,我们制定了严格的多尺度方法,从原子量子化学计算唯象连续模型。我们应用我们的广义框架,带电界面附近的离子液体,并进行解析渐近分析。描述离子之间的静电力、分子排斥和热运动的三种能量尺度决定了长程带电双层的形状和宽度。我们分类的电荷屏蔽机制依赖于系统参数介电性,离子大小,相互作用强度和温度。我们发现,在离子液体中的电化学双电层的电荷密度要么指数衰减,可以忽略分子排斥,或连续振荡。如果分子之间的排斥力与热能和库仑相互作用相当,则会发生跨越几个离子直径的电荷有序。最终,一旦分子排斥成为主导,则出现本体电解质相分离成离子层。我们的框架预测这三个阶段之间的准确的相边界作为温度,介电和离子尺寸的函数。
2022-11-29 cond-mat.soft physics.chem-ph
Casimir force in dense confined electrolytes
了解浸入电解质溶液中的带电表面之间的力是软物质和液态理论中的经典问题。最近的实验表明,该力呈指数衰减,但在浓电解质的特征衰减长度是显着大于液态理论预测的基础上分析的关联函数在散装电解质。受经典Casimir效应的启发,我们考虑了另一种力产生机制,即由壁限制电解质中的密度波动。我们分析内的随机相位近似,假设离子是点电荷,这种波动引起的力是有吸引力的,也呈指数衰减,尽管衰减长度是一半的散装相关长度。当在平均球近似中考虑排除体积效应时,这些预测会发生显着变化。在高离子浓度的Casimir力被发现是指数阻尼振荡的限制表面之间的距离的函数。我们的分析并没有解决在实验中观察到的过长的屏蔽长度之谜,但表明,由于密度波动的模式限制的卡西米尔力可能是迄今为止未被充分认识的表面-表面相互作用的来源。
2018-02-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Dielectric permittivity of aqueous solutions of electrolytes probed by THz time-domain and FTIR spectroscopy
尽管近二十年来在文献中发表了大量的论文,但液态水的基本模型仍然存在争议。我们已经测量了纯水和氯化物水溶液的介电常数在0.2至1.5太赫兹的范围内,我们已经发现,整体的介电行为可以令人满意地描述与两个单一的时间常数德拜函数的加权平均。这两种组分的重量已通过红外光谱分析获得,并与具有不同长程组织的两种水分子群体有关。由此产生的功能允许拟合的实验数据为纯水和溶液的氯化锂,氯化钾,氯化钠,氯化铯和预测的过量响应的高频率侧的松弛没有特设的校正项。这些发现表明,在常温常压下,液态水中存在两种流体。
2019-10-14 cond-mat.soft physics.chem-ph
The role of surface material properties on the behavior of ionic liquids in nanoconfinement: A critical review and perspective
本综述批判性分析了表面材料性质对纳米限域中离子液体行为的影响,指出限域材料性质此前常被忽视,并提出了未来研究方向,以推动限域离子液体研究新方法的发展。
2024-10-11 cond-mat.soft physics.chem-ph