Explaining Giant Apparent pKa Shifts in Weak Polyelectrolyte Brushes
Identifikátory výsledku
Kód výsledku v IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216208%3A11310%2F23%3A10471107" target="_blank" >RIV/00216208:11310/23:10471107 - isvavai.cz</a>
Výsledek na webu
<a href="https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=f_2li7QVur" target="_blank" >https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=f_2li7QVur</a>
DOI - Digital Object Identifier
<a href="http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.168101" target="_blank" >10.1103/PhysRevLett.131.168101</a>
Alternativní jazyky
Jazyk výsledku
angličtina
Název v původním jazyce
Explaining Giant Apparent pKa Shifts in Weak Polyelectrolyte Brushes
Popis výsledku v původním jazyce
Recent experiments on weak polyelectrolyte brushes found marked shifts in the effective pKa that are linear in the logarithm of the salt concentration. Comparing explicit-particle simulations with mean-field calculations we show that for high grafting densities the salt concentration effect can be explained using the ideal Donnan theory, but for low grafting densities the full shift is due to a combination of the Donnan effect and the polyelectrolyte effect. The latter originates from electrostatic correlations that are neglected in the Donnan picture and that are only approximately included in the mean-field theory. Moreover, we demonstrate that the magnitude of the polyelectrolyte effect is almost invariant with respect to salt concentration but depends on the grafting density of the brush. This invariance is due to a complex cancellation of multiple effects. Based on our results, we show how the experimentally determined pKa shifts may be used to infer the grafting density of brushes, a parameter that is difficult to measure directly.
Název v anglickém jazyce
Explaining Giant Apparent pKa Shifts in Weak Polyelectrolyte Brushes
Popis výsledku anglicky
Recent experiments on weak polyelectrolyte brushes found marked shifts in the effective pKa that are linear in the logarithm of the salt concentration. Comparing explicit-particle simulations with mean-field calculations we show that for high grafting densities the salt concentration effect can be explained using the ideal Donnan theory, but for low grafting densities the full shift is due to a combination of the Donnan effect and the polyelectrolyte effect. The latter originates from electrostatic correlations that are neglected in the Donnan picture and that are only approximately included in the mean-field theory. Moreover, we demonstrate that the magnitude of the polyelectrolyte effect is almost invariant with respect to salt concentration but depends on the grafting density of the brush. This invariance is due to a complex cancellation of multiple effects. Based on our results, we show how the experimentally determined pKa shifts may be used to infer the grafting density of brushes, a parameter that is difficult to measure directly.
Klasifikace
Druh
J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science
CEP obor
—
OECD FORD obor
10403 - Physical chemistry
Návaznosti výsledku
Projekt
<a href="/cs/project/GC21-31978J" target="_blank" >GC21-31978J: Simulace reakčních rovnováh v polymerních systémech - vývoj simulačních metod a jejich aplikace</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
Physical Review Letters
ISSN
0031-9007
e-ISSN
1079-7114
Svazek periodika
131
Číslo periodika v rámci svazku
16
Stát vydavatele periodika
US - Spojené státy americké
Počet stran výsledku
6
Strana od-do
168101
Kód UT WoS článku
001105904700003
EID výsledku v databázi Scopus
2-s2.0-85175819798