pH调控纳米通道

离子富集增强

通过pH调控表面电荷，在纳米通道出口产生反向涡旋，显著改变离子浓度分布，实现高效电动离子传输。

Li, Peng · Zhihao, Zhang · Lei, Tang · Yu, Hao · 李捷

Surfaces and Interfaces 2024

参数信息

表面电荷密度比值

5 ×

KCl浓度

20 mM

PAM浓度

500 ppm

技术优势

离子富集增强

与牛顿流体相比，pH=8时PAM溶液在纳米通道入口前形成更大的低离子浓度区域，出口后形成更大的高离子浓度区域，有利于离子富集。

pH调控敏感

当pH从6升至8时，表面电荷密度急剧增加至约5倍，表明pH对通道表面电荷有显著调控作用。

涡旋诱导混合

在pH=8、KCl浓度20 mM、PAM浓度500 ppm时，纳米通道出口处出现两个反向旋转的涡旋，可促进局部混合。

应用场景

• 微流控芯片：通过pH调控离子富集，用于芯片上样品预浓缩。
• 生化传感器：利用离子浓度变化增强传感信号灵敏度。
• 纳流控：揭示粘弹性流体在纳米通道中的电动离子传输机制。
• 离子传输：通过涡旋和表面电荷调控离子浓度分布，提高传输效率。