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dc.contributor.author
Gilles, Facundo Matias
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dc.contributor.author
Tagliazucchi, Mario Eugenio
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dc.contributor.author
Azzaroni, Omar
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dc.contributor.author
Szleifer, Igal
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dc.date.available
2018-06-18T14:04:59Z
dc.date.issued
2016-03
dc.identifier.citation
Gilles, Facundo Matias; Tagliazucchi, Mario Eugenio; Azzaroni, Omar; Szleifer, Igal; Ionic Conductance of Polyelectrolyte-Modified Nanochannels: Nanoconfinement Effects on the Coupled Protonation Equilibria of Polyprotic Brushes; American Chemical Society; Journal of Physical Chemistry C; 120; 9; 3-2016; 4789-4798
dc.identifier.issn
1932-7447
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/11336/48940
dc.description.abstract
A theoretical methodology is introduced to calculate the low-bias conductance, structure, and composition of long polyelectrolyte-modified nanochannels of arbitrary geometry. This methodology is applied to explore the coupling between acid-base equilibrium and geometry in cylindrical, conical, and trumpet-shaped nanochannels modified by end-grafted layers of poly(2-(methacryloyloxy)ethyl-phosphate) (PMEP), a diprotic polyacid. The ionic conductance and speciation curves (i.e., the fraction of deprotonated, monoprotonated, and diprotonated acid segments) for this system were predicted as a function of the solution pH. The apparent pKa's and widths of the transitions between the different acid-base states determined from the speciation curves depend on the diameter and shape of the nanochannel and the bulk salt concentration. In the limit of wide channels, the apparent pKa's and widths can be estimated by a simplified analytical model derived from the more general molecular theory. Both the general and the simplified theory predicts that, due to charge-regulation effects, the first acid-base transition (0/-1 transition) is wider than the second one (-1/-2), and both transitions are wider than the ideal one expected for an isolated acid-base group in the bulk. It is also shown that the inflection points of the conductance versus pH curves provide a very good estimation of the apparent pKa's of the polyelectrolyte for cylindrical channels, but the quality of the estimation decreases for noncylindrical geometries.
dc.format
application/pdf
dc.language.iso
eng
dc.publisher
American Chemical Society
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dc.rights
info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.uri
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.subject
Nanochannel
dc.subject
Nernst-Planck
dc.subject
Polyelectrolyte
dc.subject.classification
Otras Ciencias Químicas
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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
Ionic Conductance of Polyelectrolyte-Modified Nanochannels: Nanoconfinement Effects on the Coupled Protonation Equilibria of Polyprotic Brushes
dc.type
info:eu-repo/semantics/article
dc.type
info:ar-repo/semantics/artículo
dc.type
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.date.updated
2018-06-15T18:34:04Z
dc.journal.volume
120
dc.journal.number
9
dc.journal.pagination
4789-4798
dc.journal.pais
Estados Unidos
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dc.journal.ciudad
Washington
dc.description.fil
Fil: Gilles, Facundo Matias. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; Argentina
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
dc.description.fil
Fil: Azzaroni, Omar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; Argentina
dc.description.fil
Fil: Szleifer, Igal. Northwestern University; Estados Unidos
dc.journal.title
Journal of Physical Chemistry C
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dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/http://dx.doi.org/10.1021/acs.jpcc.5b11788
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpcc.5b11788
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