Local ion environment in polyamide membranes revealed by molecular dynamics
本研究利用分子动力学模拟揭示了反渗透膜内的局部离子环境，发现膜内离子配位方式与水中相似但配位数减少，且阳离子与酰胺氧原子的结合显著阻碍离子迁移。
2025-10-31 cond-mat.soft
Desalination Performance of Nano porous Mos$_2$ Membrane on Different Salts of Saline Water: A Molecular Dynamics Study
本研究通过分子动力学方法，探讨了纳米多孔Mos$_2$膜在不同盐水脱盐中的性能，发现其水渗透率随孔径和压力增加而提高，但离子截留率有所下降，为海水淡化提供了高效节能的潜在解决方案。
2023-11-26 cond-mat.soft
Effects of Divalent Cations on Diffusion Dynamics of Biological Water Confined between Lipid Membranes
Global Science Research Center for Systems Chemistry (GCSC)（系统化学全球研究中心）；Department of Chemistry, Chung-Ang University（中央大学化学系）；Center for Molecular Spectroscopy and Dynamics, Institute for Basic Science (IBS)（基础科学研究院分子光谱与动力学中心）；Department of Chemistry, Korea University（韩国大学化学系）
通过分子动力学模拟和广义输运方程，研究了钙离子和镁离子浓度对脂质膜间纳米受限水分子扩散动力学的影响，发现Ca2+单调增加而Mg2+非单调改变扩散系数，归因于不同水合半径及界面结构动力学差异。
2026-05-23 cond-mat.soft
Reversible Pore Gating in Aqueous Mixtures via External Potential
我们研究理论上多孔膜在含水混合物。我们发现，大的膜孔可以可逆地门控从“关”（共溶剂丰富，离子和其他溶质的不良导体）到“开”（水丰富，良好的导体）状态的外部电位。用于切换的转变电压或电荷取决于膜的亲水性/疏水性、盐含量、盐离子的优先溶剂化和温度。这些参数还确定填充过渡是突然的还是渐进的。
2016-05-30 cond-mat.soft
Membrane Charge Effects on Solute Transport in Polyamide Membranes
本文利用分子动力学模拟研究不同pH下COO⁻与NH₂⁺电荷浓度及官能团分布对聚酰胺纳滤膜离子输运和截留的影响，揭示了电荷相互作用与空间位阻机制。
2025-03-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Specific Iron Binding to Natural Sphingomyelin Membrane Induced by Non-Specific Co-Solutes
本研究通过同步辐射X射线技术发现，近生理盐浓度下铁离子会特异性结合天然鞘磷脂膜的磷脂酰胆碱模板并破坏其面内结构，为理解髓鞘损伤及神经退行性疾病的机制提供了新依据。
2024-10-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Electrostatic interaction of neutral semipermeable membranes
我们考虑由半渗透膜包围并由无盐液体的薄膜分隔的盐的本体溶液之间的渗透平衡。虽然膜是中性的，但膜分子的抗衡离子渗透到间隙中并导致空间电荷分离。这引起了距离依赖性膜电位，其转化为排斥性静电分离压力。从非线性Poisson-Boltzmann方程的解，我们得到的电位和离子的分布。然后，我们推导出一个明确的公式施加在膜上的压力，并表明它偏离经典的范特霍夫的渗透压表达式。这种差异被解释在排斥性的静电分离的压力源自间隙内的对流云的重叠。我们还开发了一个简化的理论基础上的线性化泊松-玻尔兹曼方法。提供了与电解质的原始模型的模拟的比较，并且证实了理论预测的有效性。除了中性表面可以排斥的基本结果之外，这种机制不仅有助于控制活细胞、细菌和囊泡的粘附和长程相互作用，而且还使我们能够论证静电相互作用在决定由半透膜限制的系统的行为和功能方面应该起着巨大的作用。
2012-01-18 cond-mat.soft
Hydroxide Transport and Mechanical Properties of Polyolefin-Based Anion Exchange Membranes from Atomistic Molecular Dynamics Simulations
本研究通过原子分子动力学模拟探究聚烯烃基阴离子交换膜的氢氧根输运与力学性能，揭示构效关系与二者的权衡，为高效筛选新型膜材料提供分子层面的依据。
2024-04-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Electrostatic Interaction of Heterogeneously Charged Surfaces with Semipermeable Membranes
本文研究了带电壁面与中性半透膜的静电相互作用。壁由周期性条纹组成，其中电荷密度在一个方向上变化。该膜与电解质溶液的大容量贮液器接触，并通过无盐液体的薄膜与壁分离。一种类型的离子（小抗衡离子）渗透到间隙中，并产生距离依赖性膜电位，该膜电位由于间隙中抗衡离子云的重叠而转化为排斥性静电分离压力。为了量化它，我们使用两种互补的方法。首先，我们提出了一个平均场论的基础上线性化的泊松-玻尔兹曼方程和傅立叶分析。这些计算使我们能够估计在诱导的异质膜电位上的壁处的异质电荷模式的效果，以及作为间隙的函数的分离压力的值。其次，我们进行朗之万动力学模拟相同的系统与明确的离子。两种方法的结果在低表面电荷和小带隙时吻合得很好，但在高电荷时由于非线性而不同。这些结果表明，壁电荷的异质性可以导致静电排斥的巨大降低，这可以显着促进复杂的合成和生物系统中的自组装。
2013-07-17 cond-mat.soft
Ion pump activity generates fluctuating electrostatic forces in biomembranes
我们研究的非平衡动力学的脂膜与蛋白质，积极泵跨膜离子。我们发现，该活动导致的波动力分布，由于静电相互作用所产生的介电常数的变化跨膜。通过应用多极展开，我们发现张力和弯曲刚度占主导地位的部分膜波动谱的影响。我们讨论了我们的模型与以前的研究力多极模型相比。
2011-09-19 cond-mat.soft
Current-induced membrane discharge
过限流（OLC）通过水溶液离子交换膜（超过扩散限制）的可能机制已经争论了半个世纪。最近在微流体实验中观察到了与电渗不稳定性（EOI）一致的流动，但现有的理论忽略了化学效应，仍有待定量检验。在这里，我们表明，电荷调节和水的自电离可以导致OLC的“电流诱导膜放电”（CIMD），即使在没有流体流动。盐耗尽导致大的电场，其排出水共离子，导致膜放电并失去其选择性。由于盐共离子和水离子有助于OLC，CIMD干扰电渗析（盐反离子去除），但可用于电流辅助离子交换和pH控制。CIMD还抑制了导致EOI的扩展空间电荷，因此在OLC的模型和实验中都应该重新考虑它。
2012-02-29 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.flu-dyn
Nonlinear Dynamics of Ion Concentration Polarization in Porous Media: The Leaky Membrane Model
高电荷膜的电导率几乎是恒定的，这是由于反离子屏蔽孔表面。弱电荷多孔介质，或“漏膜”，也包含显着浓度的共离子，其在高电流下的耗尽导致离子浓度极化和电导率冲击波。为了描述这些非线性现象的电渗流的情况下，一个简单的漏膜模型制定，宏观电中性和能斯特-普朗克离子通量的基础上。该模型是解决的情况下，无支持的二元电解质：稳定的传导从水库的阳离子选择性表面，电流阶跃的瞬态响应，稳定的传导到一个流通的多孔电极，和稳定的传导在交叉流的阳离子选择性表面之间。最后一个问题是由泄漏膜中的分离引起的，例如冲击电渗析。文章一开始就向尼尔·阿蒙森致敬，他在色谱中的冲击波方面的开创性工作涉及类似的数学。
2013-04-24 cond-mat.soft physics.chem-ph
Fluctuations of a driven membrane in an electrolyte
我们开发了一个模型驱动的细胞-或人工膜的电解质。通过施加DC电场或通过浓度梯度使系统远离平衡，这使得离子流过特定的离子传导单元（代表泵、通道或天然孔）。我们考虑了平面几何和Debye-Hückel区域的情况，得到了Stokes流体力学中的膜运动方程。在稳定状态下，施加的电场导致靠近膜的电荷积累，这与平衡情况类似，可以用重整化膜张力和弯曲模量来描述。然而，相对于平衡的情况下，我们发现新的条款中的膜运动方程，特别是出现在平衡的情况下。我们表明，这些条款导致在某些条件下的不稳定性。
2006-09-20 cond-mat.soft
Nernst-Planck transport theory for (reverse) electrodialysis: II. Effect of water transport through ion-exchange membranes
水通过离子交换膜的传输对于电渗析（ED）和反向电渗析（RED）都是重要的。在这项工作中，我们扩展了我们以前的理论[J. Membrane Sci.，510，（2016）370-381]，并包括用于（R）ED的二维模型中的水传输。遵循Maxwell-Stefan（MS）方法，膜中的离子与水、孔壁和彼此具有摩擦。我们表明，当离子-离子摩擦被忽略，MS-方法是等效的流体动力学理论的受阻运输，例如应用到纳米过滤。在对文献中ED和RED的实验数据进行验证后，该模型被用来分析单程海水ED和RED与高浓度溶液。在该模型中，膜中水和离子的通量和速度作为驱动力的函数自洽地计算。我们调查的影响，水和coion泄漏在不同的操作条件下。
2017-02-22 cond-mat.soft physics.chem-ph
Radio-Frequency Rectification on Membrane Bound Pores
我们目前的测量直接射频泵的离子通道和孔绑定在双脂膜。我们利用新开发的微同轴，它允许提供高频信号在膜结合蛋白和离子通道附近。我们发现整流的射频信号，这是用来泵离子通过通道和孔隙。
2007-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Selective molecular transport in thermo-responsive polymer membranes: role of nanoscale hydration and fluctuations
对于广泛的现代软功能材料，亚纳米尺寸的分子（“促渗剂”）通过刺激响应性聚合物膜的选择性转运是所需功能的关键。在这项研究中，我们研究了从非极性到极性的分子和离子的反渗透剂在一个矩阵的崩溃聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）聚合物在水中广泛的分子动力学模拟。我们发现，水分布不均匀的分形簇结构嵌入在纳米尺寸的聚合物基体的空隙。纳米聚集的水作为渗透剂扩散的重要参与者，其通过跳跃机制通过“湿”过渡态进行：渗透剂通过由罕见但决定性的聚合物波动打开的瞬态水通道从一个空隙跳跃到另一个空隙。所研究的渗透剂的扩散率延伸超过近五个数量级，从而使一个明确的非斯托克斯，指数依赖的扩散系数的渗透剂的半径不带电的渗透剂的分析比例关系的制定。带电的反离子（离子）在被大的孤立的水分子团簇捕获时表现不同。最后，我们发现大的能量激活障碍跳跃，这显着依赖于水合状态，从而挑战现有的运输理论。
2018-06-19 cond-mat.soft
Aqueous Nanoclusters Govern Ion Partitioning in Dense Polymer Membranes
在水溶液中通过响应性聚合物膜和水凝胶对带电分子的吸收和吸附对于软功能材料的开发至关重要。在这里，我们研究简单单原子的划分（Na $^+$，K $^+$，Cs $^+$，Cl $^-$，I $^-$）和一个分子离子（4-硝基酚盐; NP $^-$），电中性聚合物（$N$ -异丙基丙烯酰胺）膜的显水分子动力学模拟模拟力学模拟.在主要的疏水环境中，水分布在多分散水纳米团簇的网络中。团簇的平均大小决定了简单离子的平均静电自能，这些简单离子最好深深地存在于它们内部;因此，我们发现了比使用均匀介电常数的简单玻恩图所预期的大得多的分配比$K\simeq\>$ 10 $^{-1}$。尽管它们的不规则形状，我们观察到，水簇具有普遍的负静电势相对于他们的周围，是已知的水的液体-蒸汽界面。这种潜在的，我们发现隐藏在对称的单原子盐的情况下，可以显着影响较大的带电分子的转移自由能，因为它们的弱水合作用和增加的亲和力界面。因此，与简单离子形成鲜明对比的是，分子离子NP $^-$可以具有比1大得多的分配比，$K\simeq\>$ 10-30（取决于阳离子类型）或甚至超过单价盐的$10^3$，这解释了最近观察到的在致密聚合物网络内催化的NP $^-$还原的增强的反应动力学。这些结果还表明，电离分子甚至可以增强在塌陷的疏水凝胶中的分配，这强烈挑战了传统的简单化推理。
2020-03-20 cond-mat.soft
Electrostatic cooling in Ion-Exchange Membranes
在离子交换膜工艺中，离子和水在流体静压、离子化学势和电势（电压）的梯度的影响下流动，导致溶剂流动、离子通量和离子电流。在膜的外表面，形成双电层（EDL）（唐南层）。当电流流过膜时，我们认为，除了焦耳加热的大部分的膜和膜外的电解质中，也有静电加热和冷却的EDLs。此外，当流体流过带电膜时，在膜的外侧，由于跨EDL的渗透压和流体静压差，存在与压力相关的加热或冷却。
2019-06-28 cond-mat.soft physics.chem-ph
Electrostatic Interactions and Electro-osmotic Properties of Semipermeable Surfaces
我们考虑两个带电荷的半透膜，其中绑定散装电解质溶液和分离的薄膜的无盐液体。小的反离子渗透到间隙中，这导致系统中的空间电荷分离。为了量化这个问题，我们定义了一个有效的表面电荷密度的假想的不可渗透的表面，它模仿了一个实际的半透膜，大大简化了分析。有效电荷取决于分离，通常与真实电荷不同，甚至可以是相反的符号。从非线性Poisson-Boltzmann方程的精确解和渐近解出发，我们得到了体系中的势分布和反离子的分布。然后，我们推导出明确的公式，在间隙中的分离压力和电渗速度，并表明，两者都是由有效的表面电荷。
2016-07-13 cond-mat.soft
Chaotic behavior of ion exchange phenomena in polymer gel electrolytes through irradiated polymeric membrane
通过台式实验研究了离子导电电化学微系统的I-V特性的非线性。它的混沌动力学是第一次被报道，已经被电子电路捕获。制备了聚偏氟乙烯-共-六氟丙烯（PVdF-HFP）凝胶电解质，该电解质由增塑剂（碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯）和盐组成，用于研究离子通过多孔聚对苯二甲酸乙二酯（PET）膜的交换。该体系的非线性是由于聚合物凝胶电解质（PGE）通过多孔膜进行离子交换。不同制度的尖峰和非尖峰混沌运动。突出了可能的应用。
2012-04-18 cond-mat.soft nlin.CD
Wavy membranes and the growth rate of a planar chemical garden: Enhanced diffusion and bioenergetics
为了模拟Hadean热液喷口中原始细胞膜的离子传输，我们从理论和实验两方面考虑在二维微流控反应器中两个平行流体流之间的界面处形成的沉淀膜的平面生长。沉淀物的生长速率与时间的平方根成正比，这是扩散输运的特征。然而，氢氧化物和金属离子的浓度的生长速率的依赖性是近似线性和二次，分别。我们表明，这种差异的离子传输动力学产生的增强运输的金属离子在整个薄的凝胶层存在于沉淀物的表面。在这个波浪状多孔凝胶层中的横向速度的波动允许阳离子的增强的运输，使得有效扩散率比仅从分子扩散预期的高大约一个数量级。我们的理论预测与我们对微流体通道中氢氧化锰膜生长的实验室测量非常一致，并且这种增强的运输被认为是第一个单细胞生物体的生物能量学所必需的。
2016-09-26 cond-mat.soft nlin.AO physics.bio-ph
Kinetic models of ion transport through a nanopore
通过窄孔移动的离子的稳态分布函数的动力学方程求解的单离子传输的一维模型的数量。在恒定的外场和浓度梯度的作用下，离子穿过长度为$L$的孔。单离子与限制孔表面和孔内的水分子的相互作用建模的福克-普朗克项的动力学方程，或不相关的碰撞与沿孔分布的热化中心。离子与孔内极性残基的临时结合是由停止陷阱或能量势垒模拟的。通过孔隙的固定离子电流的解析表达式推导出几个版本的模型，作为关键的物理参数的函数。在所有情况下，预测在高场电流的饱和。这种简单的模型，其结果是解析的，可能证明是有用的离子通道通过膜的电流/电压关系的研究。
2004-03-08 cond-mat.soft
Induced Charge Anisotropy: a Hidden Variable Affecting Ion Transport through Membranes
半透膜选择性地阻止不需要的溶质的运输的能力是许多应用的关键。然而，获得膜结构如何影响选择性的系统的理解仍然是难以捉摸的，由于现有的实验技术的时空分辨率不足，以及无法访问相关的溶质传输时间尺度，以传统的分子模拟。在这里，我们利用跳跃向前通量采样探测钠离子和氯离子的运输通过石墨膜与亚纳米孔。我们发现氯化物穿越孔隙的速率超过两个数量级快于钠。我们还确定了两个主要的障碍，这两种离子类型的运输。除了领先离子的部分脱水之外，其横穿在其后部诱导电荷各向异性，这对离子施加净约束力。因此，电荷各向异性是控制离子通过纳米孔的动力学的关键隐藏变量。
2020-01-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thermodynamics of Ion Solvation and Differential Adsorption at Liquid-Liquid Interfaces and Membranes
本文建立了不互溶极性二元混合物中离子溶剂化热力学的平均场公式。假设一个平衡平面界面分隔两个不同介电常数的半无限区域，我们研究了离子在界面上的微分吸附静电现象。使用一般的热力学考虑，我们构造的平均场$Ω$ -势，并证明了自发形成的双电层周围的接口必然遵循。在我们的框架中，我们还可以将两个相中的体离子密度和跨界面的分布电势与离子极化的基本玻恩自由能相关联。我们进一步在电荷极性为中性、负或正的完全渗透膜的相应实例中说明了这种选择性离子吸附现象。
2007-10-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
pH-dependent water permeability switching and its memory in 1T' MoS$_2$ membranes
本文发现 1T' MoS$_2$ 膜的水和离子渗透具有 pH 依赖的滞后记忆效应，渗透速率可切换数个数量级，并展示了其在伤口感染监测和纳滤中的应用潜力。
2023-01-24 cond-mat.soft
Coulomb Blockade in Angstrom-scale latent ion track channels
当通道按比例缩小到水合离子的尺寸时，发现了离子库仑阻塞。然而，自Feng等人以来，实验CB现象很少报道，在二硫化钼纳米孔中发现的。通过使用直径为0.6 nm的潜孔膜，我们发现通道在小电压下几乎不导电，这是由于表面结合的阳离子的阻挡，然而随着电压的升高，由于结合离子的释放，通道变成导电的，这与MoS2纳米孔中的机制不同。通过Kramers的逃逸框架，我们合理化了分析方程以拟合实验结果，揭示了最小通道中离子传输的新基本见解。
2022-11-17 cond-mat.soft
Dielectric permittivity of water confined in stacks of charged lipid layers: extracting profiles from molecular dynamics simulations using a modified Poisson-Boltzmann equation
Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS, Institut Lumière Matière（里昂第一大学，法国国家科学研究中心，光物质研究所）；UPR 22/CNRS, Institut Charles Sadron, Université de Strasbourg（斯特拉斯堡大学，法国国家科学研究中心查尔斯·萨德龙研究所）
本文提出一种修改的泊松-玻尔方程模型，用于研究水在带电脂层堆叠中的介电极化率剖面，揭示脱水导致的膜间吸引现象。
2025-09-12 cond-mat.soft physics.chem-ph
Bayesian sparse modeling for interpretable prediction of hydroxide ion conductivity in anion-conductive polymer membranes
本研究利用贝叶斯稀疏建模，基于共聚物组成计算亲水/疏水单元关键元素，识别出预测阴离子导电聚合物膜氢氧根离子电导率的关键特征。
2025-05-25 cond-mat.soft stat.AP stat.ML
pH Sensing by Lipids in Membranes: The Fundamentals of pH-driven Migration, Polarization and Deformations of Lipid Bilayer Assemblies
大多数生物分子含有调节其结构和相互作用的酸碱基团。结果是pH梯度、局部异质性和动态变化被细胞和生物体用来驱动或调节特定的生物功能，包括能量代谢、囊泡运输、迁移和发育中组织的空间模式。虽然pH值在蛋白质功能中的直接或调节作用已得到充分证明，但氢离子和氢氧根离子在调节脂质组装体（如双层膜）性质中的作用才刚刚开始被理解。在这里，我们回顾的方法，使用人工脂质囊泡，已有助于提供一个理解的pH梯度和局部变化对膜矢量运动过程的影响：迁移，膜曲率的影响，促进全球或局部变形，拥挤产生的分离极化过程。在pH值引起的局部变形的情况下，一个广泛的理论框架，并应用到一个特定的生物问题，即线粒体嵴的结构和稳定性，进行了描述。
2018-03-15 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.SC
Dialectics of antimicrobial peptides I: common mechanisms of offensive and protecting roles of the peptides
本研究通过实验和理论分析揭示抗菌肽（AMPs）在纳摩尔浓度下修饰膜并保护其免受高浓度AMPs诱导的大孔形成，其保护机制与膜变形相关，为解决AMPs毒性与抗菌效力矛盾提供新视角。
2025-02-13 cond-mat.soft
Partial osmotic pressures of ions in electrolyte solutions
对电解质溶液中离子的分渗透压的概念进行了严格的研究。原则上，这些可以通过引入溶剂可渗透壁并测量每单位面积的力来定义，这肯定可以归因于单个离子。在这里，我证明，虽然总壁力平衡所需的机械平衡的体积渗透压，个别的部分渗透压是额外的热力学量依赖于在墙上的电结构，因此，他们类似于试图定义个别离子活度系数。也被认为是一个障碍，只有一个物种的离子的壁的限制情况下，并与两侧的经典吉布斯-唐南膜平衡的离子被恢复，从而提供了一个统一的治疗。该分析可以扩展到说明散装的电气状态是如何受到影响的性质的墙壁和样品处理的历史，从而支持“吉布斯-古根海姆不确定原理”（的概念，即电气状态是不可测量的，通常是偶然确定的）。由于这种不确定性也被赋予了单个离子的活性，它对当前（2002年）IUPAC对pH的定义有影响。
2022-12-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Lipid ion channels and the role of proteins
合成的脂质膜在蛋白质的情况下，可以显示量子化的离子，这是几乎无法区分的蛋白质通道的传导事件。通过不可区分，我们的意思是，人们不能仅基于电流迹线来决定电导事件是否起源于含有或不含有通道蛋白的膜。需要更多的证据来区分这两种情况，而且并不总是能够确定是否能够提供这种证据。现象学上的相似性是惊人的，并跨越了广泛的现象：典型的电导是相同的顺序，寿命分布和电流直方图是相似的。人们发现传导爆发，闪烁，和多步电导。脂质通道可以通过电压门控，并且可以被药物阻断。它们对侧膜张力和温度的变化作出反应。因此，它们的行为类似于电压门控、温度门控和机械敏感蛋白通道，或类似于受体。脂质通道被严重低估了。然而，脂质和蛋白质通道之间的相似性提出了一个突出的问题，蛋白质通道数据的解释。例如，神经脉冲传导的Hodgkin-Huxley理论需要钠和钾离子传导的选择性机制。为此，脂质膜必须同时充当电容器和绝缘体。非选择性离子电导的机制以外的门控蛋白质通道的挑战提出的脉冲传播的机制。...一些重要的问题出现了：脂质和蛋白质通道是由于共同的机制而相似，还是这些相似性是偶然的？有没有可能这两种现象是同一现象的不同方面？脂质和蛋白质通道有什么不同吗？...（略）
2013-07-11 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
TransPath: A Computational Method to Study the Ion Transit Pathways in Membrane Channels
膜通道的精细调节结构允许离子选择性地通过可用的水性孔。为了了解通道功能，定位孔隙并研究其物理和化学性质至关重要。最近获得的细菌氯离子通道同系物的X射线晶体结构揭示了一个复杂的拓扑结构与曲线孔。常用的HOLE程序在研究这种孔隙时遇到困难。在这里，我们提出了一种新的孔搜索算法（TransPath），它使用的并行偏置蒙特卡罗（CBMC）方法来生成跨膜的几何和静电特征驱动的轨迹。将轨迹分箱到由矢量距离标准确定的组中。从每个组中，一个代表性的轨迹选择的基础上Rosenbluth权重，并通过模拟退火获得的几何最优路径。然后，可以通过分析半径和电势分布来确定候选离子路径。以细菌KcsA钾通道为例，说明了所提出的方法及其实现.然后将该程序应用于细菌E. coliClC通道同源物。
2005-07-22 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
Influence of salt on membrane rigidity of neu-tral DOPC vesicles
盐是水环境中非常常见的分子，但一价离子Na^+和Cl^-与磷脂中性头部的相互作用是否足以改变膜的刚性仍然是一个谜。为了解决这个长期酝酿的争论，我们研究了DOPC囊泡在流体相中随外部盐浓度增加的动力学。在较高的盐浓度下，我们观察到中子自旋回波光谱（NSE）的抗弯刚度增加和小角X射线散射（SAXS）的双层厚度增加。我们比较了不同的模型，以区分膜波动，脂质尾运动和平移扩散的囊泡。所有模型均表明抗弯刚度增加了1.3至3.6倍。我们证明，即使对于t > 10 ns，和Q > 0.07 1/μ s的观察到的NSE弛豫谱明显的影响，由平移扩散的囊泡。当t < 5 ns时，脂质尾运动主导中间动力学结构因子.随着盐浓度的增加，这种贡献减少。我们引入了一种新的抗弯刚度随时间变化的分析方法，该方法仅突出有限的Zilman-Granek时间窗口，其中刚度具有物理意义。
2020-04-10 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
Ionic Selectivity of Nanopores: Comparison among Cases under the Hydrostatic Pressure, Electric Field, and Concentration Gradient
本文通过有限元模拟比较电场、静水压和浓度梯度下带负电纳米孔的阳离子选择性，揭示其排序及孔结构、电荷、盐浓度等调控规律。
2024-10-27 cond-mat.soft physics.chem-ph
On the Nature of Freezing/Melting Water in Ionic Polysulfones
通过差示扫描量热法（DSC）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和分子动力学（MD）模拟研究了磺化聚砜在不同离子含量下的水合行为。实验证据表明，在相当的离子含量下，沿着聚合物主链的离子基团之间的间距可以显著影响聚合物中存在的熔融水的量。当我们只考虑能与四个相邻水分子形成氢键的水分子作为熔融水时，分子动力学模拟结果与实验数据吻合较好。因此，通过DSC测量的水的状态可以被描述为“聚集”（或块状）的熔融组分，和“孤立”的非熔融部分。使用该物理图像，具有更多聚集离子的聚合物具有更高的熔融水含量，而具有相同离子含量但具有更多分散离子的聚合物具有更低的熔融水含量。因此，离子应该被很好地分散以使离子聚合物膜中的本体状水的量最小化。
2021-07-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Electromigration dispersion in a capillary in the presence of electro-osmotic flow
离子在外加电场中的差异迁移是毛细管电泳分离化学物质的基础。浓度峰的轴向扩散限制了分离效率。当样品离子的浓度与背景离子的浓度相当时，观察到电迁移分散。在这样的条件下，局部电导率在样品区中显著改变，使得电场和离子迁移速度依赖于浓度。由此产生的非线性波表现出类似激波的特征，在某些简化假设下，可用Burgers方程（S。Ghosal和Z.在这篇论文中，我们考虑了更一般的情况，其中分离通道的壁可以具有非零zeta电位，因此能够维持电渗透整体流。主要结果是一维非线性对流扩散方程的面积平均浓度。该均匀化方程考虑了沿壁的电渗滑移速度变化引起的泰勒-阿里斯分散。结果表明，在一定的参数范围内，电渗流实际上可以通过延迟浓度冲击的形成来减少总分散。然而，如果电渗流足够高，则由于Taylor-Aris贡献，总分散增加。
2012-03-08 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
