Modeling of Polyelectrolyte Gels in Equilibrium with Salt Solutions

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216208%3A11310%2F15%3A10315420" target="_blank" >RIV/00216208:11310/15:10315420 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

<a href="http://dx.doi.org/10.1021/acs.macromol.5b01428" target="_blank" >http://dx.doi.org/10.1021/acs.macromol.5b01428</a>

DOI - Digital Object Identifier

<a href="http://dx.doi.org/10.1021/acs.macromol.5b01428" target="_blank" >10.1021/acs.macromol.5b01428</a>

Jazyk výsledku

angličtina

Název v původním jazyce

Modeling of Polyelectrolyte Gels in Equilibrium with Salt Solutions

Popis výsledku v původním jazyce

We use hybrid molecular dynamics/Monte Carlo simulations and coarse-grained polymer models to study the swelling of polyelectrolyte gels in salt solutions. Besides existing industrial applications, such gels have been recently proposed as a promising agent for water desalination. We employ the semi-grand canonical ensemble to investigate partitioning of the salt between the bulk solution and the gel and the salt-induced deswelling of the gels under free swelling equilibrium and under compression. We compare our findings to the analytic model of Katchalsky and Michaeli which explicitly accounts for electrostatic effects. The partitioning of small ions predicted by the model well captures the deviations from the simple Donnan approximation observed in the simulation data. In contrast, the original model highly overestimates the gel swelling, predicting even chain stretching beyond contour length. With a modified model, where we replace the Gaussian elasticity with the Langevin function f

Název v anglickém jazyce

Modeling of Polyelectrolyte Gels in Equilibrium with Salt Solutions

Popis výsledku anglicky

We use hybrid molecular dynamics/Monte Carlo simulations and coarse-grained polymer models to study the swelling of polyelectrolyte gels in salt solutions. Besides existing industrial applications, such gels have been recently proposed as a promising agent for water desalination. We employ the semi-grand canonical ensemble to investigate partitioning of the salt between the bulk solution and the gel and the salt-induced deswelling of the gels under free swelling equilibrium and under compression. We compare our findings to the analytic model of Katchalsky and Michaeli which explicitly accounts for electrostatic effects. The partitioning of small ions predicted by the model well captures the deviations from the simple Donnan approximation observed in the simulation data. In contrast, the original model highly overestimates the gel swelling, predicting even chain stretching beyond contour length. With a modified model, where we replace the Gaussian elasticity with the Langevin function f

Druh

J_x - Nezařazeno - Článek v odborném periodiku (Jimp, Jsc a Jost)

CEP obor

CF - Fyzikální chemie a teoretická chemie

OECD FORD obor

—

Projekt

Výsledek vznikl pri realizaci vícero projektů. Více informací v záložce Projekty.

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)<br>I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Rok uplatnění

2015

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Název periodika

Macromolecules

ISSN

0024-9297

e-ISSN

—

Svazek periodika

48

Číslo periodika v rámci svazku

20

Stát vydavatele periodika

US - Spojené státy americké

Počet stran výsledku

11

Strana od-do

7698-7708

Kód UT WoS článku

000363914000035

EID výsledku v databázi Scopus

2-s2.0-84945571395