本文将研究带有pH值可调电解质刷的仿真纳米孔中的离子电流整流现象,本节将对纳米尺度下离子电流整流现象的研究现状进行概括。这一方面的研究成果和相关文献较多,在此只简略回顾这几年专家学者对其的研究。76988

文献[9]指出,离子电流整流是通过纳米结构的阳离子和阴离子的不均匀转移的结果,表现为在一个方向上的电流要比其相反方向的电流大。离子电流整流可在包含以下一种或多种情况的纳流体设备中观察到,如含有不对称的几何结构、所带表面电荷不对称,在纳米结构附近含有物理堵塞等。文献[10]中具体描述了聚合物膜中锥形纳米孔内的离子电流整流现象。一个设备的整流程度可用整流比来量化,整流比是在两个大小相同极性相反的电压下测得的离子电流的比值的绝对值。离子电流整流现象和固态电子二极管内的电流电压特性十分类似,因此人们将目光和视线投向了构造具有二极管相似特性的纳流体设备。论文网

整流的大小和方向由表面电荷密度、扫描速率和施加电场的极性决定,同时会被电解质浓度、pH 值的变化、表面调节和场效应调制影响。文献[11]指出,pH 值的改变会促进对pH 值敏感的分子在膨胀和崩塌之间的变换,而这会影响整流的大小。其他的如温度的变化,光照的影响都会影响离子电流整流。 

在直径为3-25nm的小纳米孔中,电流整流的大小也会受到单价阳离子大小的影响。在文献[12]中,实验表明阳离子尺寸的增大会增强小纳米孔中的电流整流,和仿真结果一致。文献[13]中对带有聚合电解质的中性纳米孔进行了建模,电流整流特性也会随外膜的调节而改变。如果纳米移液管的顶端尺寸和德拜长度近似或被带电表面阻塞,也会出现离子电流整流现象。顶端直径、顶端表面电荷和移液管锥角都会影响纳米移液管中的离子电流整流[14]。在文献[15]中,随着纳米移液管接近带电表面,离子电流整流会随着受到影响。文献中还介绍了在移液管接近表面时,电渗流的分离作用电流被加强,控制和决定了离子电流整流现象的移液管被表面电荷密度高于移液管的基片取代。

综上所述,纳流控系统以其多元的优势和特有的功能吸引了大量的研究,为了更好地掌握纳流控芯片,我们需要分析和学习其中的传输现象,本文则着重于离子电流整流,并对这一现象的影响因素进行总结,以获得最优的传输效果。

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