Modeling the Phase Transition in Hydrophobic Weak Polyelectrolyte Gels under Compression
Identifikátory výsledku
Kód výsledku v IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216208%3A11310%2F23%3A10470092" target="_blank" >RIV/00216208:11310/23:10470092 - isvavai.cz</a>
Výsledek na webu
<a href="https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=HmvbpdoNyo" target="_blank" >https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=HmvbpdoNyo</a>
DOI - Digital Object Identifier
<a href="http://dx.doi.org/10.3390/gels9030259" target="_blank" >10.3390/gels9030259</a>
Alternativní jazyky
Jazyk výsledku
angličtina
Název v původním jazyce
Modeling the Phase Transition in Hydrophobic Weak Polyelectrolyte Gels under Compression
Popis výsledku v původním jazyce
One of the emerging water desalination techniques relies on the compression of a polyelectrolyte gel. The pressures needed reach tens of bars, which are too high for many applications, damage the gel and prevent its reuse. Here, we study the process by means of coarse-grained simulations of hydrophobic weak polyelectrolyte gels and show that the necessary pressures can be lowered to only a few bars. We show that the dependence of applied pressure on the gel density contains a plateau indicating a phase separation. The phase separation was also confirmed by an analytical mean-field theory. The results of our study show that changes in the pH or salinity can induce the phase transition in the gel. We also found that ionization of the gel enhances its ion capacity, whereas increasing the gel hydrophobicity lowers the pressure required for gel compression. Therefore, combining both strategies enables the optimization of polyelectrolyte gel compression for water desalination purposes.
Název v anglickém jazyce
Modeling the Phase Transition in Hydrophobic Weak Polyelectrolyte Gels under Compression
Popis výsledku anglicky
One of the emerging water desalination techniques relies on the compression of a polyelectrolyte gel. The pressures needed reach tens of bars, which are too high for many applications, damage the gel and prevent its reuse. Here, we study the process by means of coarse-grained simulations of hydrophobic weak polyelectrolyte gels and show that the necessary pressures can be lowered to only a few bars. We show that the dependence of applied pressure on the gel density contains a plateau indicating a phase separation. The phase separation was also confirmed by an analytical mean-field theory. The results of our study show that changes in the pH or salinity can induce the phase transition in the gel. We also found that ionization of the gel enhances its ion capacity, whereas increasing the gel hydrophobicity lowers the pressure required for gel compression. Therefore, combining both strategies enables the optimization of polyelectrolyte gel compression for water desalination purposes.
Klasifikace
Druh
J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science
CEP obor
—
OECD FORD obor
10404 - Polymer science
Návaznosti výsledku
Projekt
<a href="/cs/project/GJ19-17847Y" target="_blank" >GJ19-17847Y: Vývoj účinných metod odsolování pomocí polyelektrolytových hydrogelů</a><br>
Návaznosti
P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)
Ostatní
Rok uplatnění
2023
Kód důvěrnosti údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Údaje specifické pro druh výsledku
Název periodika
Gels
ISSN
2310-2861
e-ISSN
2310-2861
Svazek periodika
9
Číslo periodika v rámci svazku
3
Stát vydavatele periodika
CH - Švýcarská konfederace
Počet stran výsledku
15
Strana od-do
259
Kód UT WoS článku
000960159600001
EID výsledku v databázi Scopus
2-s2.0-85151486776