Modelling the ionic conductivity of nanopores with electrically conductive surface

В работе теоретически исследуется ионная проводимость нанопоры с электропроводящей поверхностью. Для описания ионного переноса под действием приложенной разности потенциалов в нанопоре с постоянным поверхностным потенциалом впервые предложено обобщение двумерной модели пространственного заряда на основе уравнений Навье–Стокса, Нернста–Планка и Пуассона. Результаты расчетов сравниваются с данными, полученными на основе одномерной модели равномерного потенциала, которая выводится из модели пространственного заряда в предположении независимости потенциала, концентраций ионов и давления от радиальной координаты. Установлено, что увеличение абсолютной величины потенциала поверхности приводит к росту проводимости в силу повышения концентрации противоионов внутри нанопоры. Показано, что обе модели дают близкие значения проводимости для нанопор, радиус которых меньше длины Дебая. Для нанопор большего радиуса одномерная модель дает завышенные значения проводимости. Согласно двумерной модели, ионная проводимость уменьшается с увеличением радиуса нанопоры, что не подтверждается одномерной моделью, которая даёт физически некорректный результат в этом случае.