A molecular dynamics study on ionic current rectification of ultra-narrow conical nanopore

纳米孔 化学物理 离子键合 电场 离子 锥面 整改 分子动力学 离子半径 化学 极化(电化学) 材料科学 纳米技术 离子流 分析化学(期刊) 计算化学 物理化学 电压 物理 复合材料 有机化学 量子力学
作者
Xiaodong He,Jialiang Chen
出处
期刊:Journal of Molecular Liquids [Elsevier]
卷期号:387: 122679-122679 被引量:1
标识
DOI:10.1016/j.molliq.2023.122679
摘要

Understanding the ionic current rectification (ICR) is crucial for elucidating the physical mechanisms of ions transport in various processes and for advancing the development of nanodevices. Using molecular dynamics simulations, we explore the properties of ionic motion in negatively charged conical nanopores with a tip radius fixed at 1.51 nm. The effects of ion transport behavior on ICR under different electric fields, angles, and cation species were studied. The rectification ratio increases linearly with an increase in angle (0–15°), slows down and then eventually stabilizes with an increase in electric fields, and depends on the cation species being used. Our results indicate that the ion current is mainly contributed by the flow of cations in ultra-narrow nanopores. Further analysis of the ion concentration distribution reveals that the inverse ICR phenomenon is mainly caused by the cation concentration polarization at the tip under negative electric field, making cations are difficult to enter the nanopore from the tip, resulting in a decrease in ionic current. Additionally, cations entering the nanopore from the tip become trapped in the potential well of the tip at a negative electric field, leading to lower ion mobility and ionic current. Finally, it is found the difference in ICR ratio mainly results from the migration rate of cations with different nanopore angles and different ionic types. Our study provides valuable insights into the behavior of ions in ultra-narrow conical nanopores and the mechanisms behind ICR, which could guide the design and development of nanodevices that rely on ionic transport, such as biosensors and energy storage systems.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
仲乔妹发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
Hiccupsssss发布了新的文献求助10
刚刚
CipherSage应助li采纳,获得10
刚刚
1秒前
1秒前
沙发背景墙完成签到,获得积分10
1秒前
汉堡包应助Richard采纳,获得10
1秒前
冷酷的蜻蜓完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
小浆果发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
在水一方应助科研小蛀虫采纳,获得10
3秒前
街上的狗完成签到,获得积分0
4秒前
4秒前
maopf发布了新的文献求助30
5秒前
5秒前
鲜于灵竹完成签到,获得积分10
5秒前
nie发布了新的文献求助30
5秒前
5秒前
mengdewen发布了新的文献求助10
5秒前
詹军发布了新的文献求助10
5秒前
1234567完成签到,获得积分10
5秒前
wwwwyt发布了新的文献求助20
6秒前
6秒前
FashionBoy应助李振聪采纳,获得10
6秒前
酷炫的乐荷完成签到,获得积分10
6秒前
灵梦柠檬酸完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
8秒前
含糊的鞋子完成签到,获得积分20
8秒前
TianY天翊发布了新的文献求助10
9秒前
大胆夜山发布了新的文献求助30
9秒前
LLRO完成签到,获得积分10
9秒前
打打应助贪玩的天荷采纳,获得10
10秒前
zyyyyyyyy完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
nnnnnnnnn发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.). Frederic G. Reamer 800
Beyond the sentence : discourse and sentential form / edited by Jessica R. Wirth 600
Holistic Discourse Analysis 600
Vertébrés continentaux du Crétacé supérieur de Provence (Sud-Est de la France) 600
Vertebrate Palaeontology, 5th Edition 500
Fiction e non fiction: storia, teorie e forme 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5330356
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4469805
关于积分的说明 13910955
捐赠科研通 4363153
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2396686
邀请新用户注册赠送积分活动 1390108
关于科研通互助平台的介绍 1360884