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dc.contributor.author
Pérez Sirkin, Yamila Anahí
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dc.contributor.author
Szleifer, Igal
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dc.contributor.author
Tagliazucchi, Mario Eugenio
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dc.date.available
2021-10-02T02:06:58Z
dc.date.issued
2020-03
dc.identifier.citation
Pérez Sirkin, Yamila Anahí; Szleifer, Igal; Tagliazucchi, Mario Eugenio; Voltage-Triggered Structural Switching of Polyelectrolyte-Modified Nanochannels; American Chemical Society; Macromolecules; 53; 7; 3-2020; 2616-2626
dc.identifier.issn
0024-9297
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/11336/142350
dc.description.abstract
Synthetic solid-state nanochannels modified with polyelectrolyte brushes are an important class of stimuli-responsive nanofluidic devices. This work theoretically addresses the design of a voltage-triggered nanomechanical gate using the collapse transition of a hydrophobic polyelectrolyte brush within a long nanochannel. In poor solvent conditions, a polyelectrolyte brush grafted to the inner surface of a nanochannel can either collapse to its walls or stretch toward its axis in order to form a central dense plug. An applied transmembrane potential favors polyelectrolyte chain conformations that are tilted in the direction of the electric field, and therefore, the transmembrane potential can trigger a transition from the collapsed-to-the-center state to the collapsedto-the-wall state. This work studied this transition as a function of the length of the polyelectrolyte chains, the hydrophobicity of the polymer backbone, and the pH and ionic strength of the solution. The optimal conditions to achieve a sharp voltage-triggered transition between the collapsed-to-the-wall and the collapsed-to-the-center structures were identified. This work also explored the effect of the voltage-triggered collapse transition on the transport of probe particles of different sizes. It is shown that there is a balance between the permeability of the channel and the selectivity of the two different collapse states for the particle. In the particular system explored in this work, this balance makes the structural transition mostly effective to gate the transport of species with radii in the ∼1 nm range.
dc.format
application/pdf
dc.language.iso
eng
dc.publisher
American Chemical Society
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dc.rights
info:eu-repo/semantics/restrictedAccess
dc.rights.uri
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.subject
POLYELECTROLYTE
dc.subject
NANOCHANNELS
dc.subject.classification
Físico-Química, Ciencia de los Polímeros, Electroquímica
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dc.subject.classification
Ciencias Químicas
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dc.subject.classification
CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
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dc.title
Voltage-Triggered Structural Switching of Polyelectrolyte-Modified Nanochannels
dc.type
info:eu-repo/semantics/article
dc.type
info:ar-repo/semantics/artículo
dc.type
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.date.updated
2021-09-07T18:41:43Z
dc.journal.volume
53
dc.journal.number
7
dc.journal.pagination
2616-2626
dc.journal.pais
Estados Unidos
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dc.description.fil
Fil: Pérez Sirkin, Yamila Anahí. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
dc.description.fil
Fil: Szleifer, Igal. Northwestern University; Estados Unidos
dc.description.fil
Fil: Tagliazucchi, Mario Eugenio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; Argentina
dc.journal.title
Macromolecules
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dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.macromol.0c00082
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/http://dx.doi.org/10.1021/acs.macromol.0c00082
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