Siirry päänavigointiin Siirry hakuun Siirry pääsisältöön

Modified Poisson-Boltzmann theory for polyelectrolytes in monovalent salt solutions with finite-size ions

Tutkimustuotos: LehtiartikkeliArticleScientificvertaisarvioitu

7 Sitaatiot (Scopus)

Abstrakti

We present a soft-potential-enhanced Poisson-Boltzmann (SPB) theory to efficiently capture ion distributions and electrostatic potential around rodlike charged macromolecules. The SPB model is calibrated with a coarse-grained particle-based model for polyelectrolytes (PEs) in monovalent salt solutions as well as compared to a full atomistic molecular dynamics simulation with the explicit solvent. We demonstrate that our modification enables the SPB theory to accurately predict monovalent ion distributions around a rodlike PE in a wide range of ion and charge distribution conditions in the weak-coupling regime. These include excess salt concentrations up to 1M and ion sizes ranging from small ions, such as Na+ or Cl-, to softer and larger ions with a size comparable to the PE diameter. The work provides a simple way to implement an enhancement that effectively captures the influence of ion size and species into the PB theory in the context of PEs in aqueous salt solutions.

AlkuperäiskieliEnglanti
Artikkeli214906
Sivumäärä11
JulkaisuJournal of Chemical Physics
Vuosikerta156
Numero21
DOI - pysyväislinkit
TilaJulkaistu - 7 kesäk. 2022
OKM-julkaisutyyppiA1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Rahoitus

This work was supported by the Academy of Finland through its Centres of Excellence Programme (2022-2029, LIBER) under Project No. 346111 (M.S.) and Academy of Finland Projects Nos. 309324 (M.S.) and 307806 (PolyDyna) (T.A.-N. and X.Y.). This work was also supported by the Technology Industries of Finland Centennial Foundation TT2020 Grant (T.A.-N. and X.Y.). We are grateful for the support from the FinnCERES Materials Bioeconomy Ecosystem. Computational resources by CSC IT Centre for Finland and RAMI-RawMatters Finland Infrastructure are also gratefully acknowledged.

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Modified Poisson-Boltzmann theory for polyelectrolytes in monovalent salt solutions with finite-size ions'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.
  • -: FinnCERES

    Hämäläinen, J. (Vastuullinen johtaja), Palasingh, C. (Projektin jäsen), Hellsten, S. (Projektin jäsen), Huynh, N. (Projektin jäsen), Witos, J. (Projektin jäsen), Hassinen, J. (Projektin jäsen), Lim, E. (Projektin jäsen), Zhao, B. (Projektin jäsen), Vlasova, M. (Projektin jäsen), Österberg, M. (Projektin jäsen), Henn, K. (Projektin jäsen), Nousiainen, P. (Projektin jäsen), Ahonen, L. (Projektin jäsen), Kimiaei, E. (Projektin jäsen), Truong, V. (Projektin jäsen), Lewicki, F. (Projektin jäsen), Vu-Lalli, V. (Projektin jäsen), Fang, W. (Projektin jäsen), Sharma, R. (Projektin jäsen), Ponomarev, N. (Projektin jäsen), Ikävalko, E. (Projektin jäsen), Kröger, M. (Projektin jäsen), Gustavsson, L. (Projektin jäsen), Kobets, A. (Projektin jäsen), Liu, C. (Projektin jäsen), Al Haj, Y. (Projektin jäsen), Joshi, A. (Projektin jäsen), Mennander, A. (Projektin jäsen), Phi, T.-L. (Projektin jäsen), De, S. (Projektin jäsen), Kokkonen, V. (Projektin jäsen), Mousavi, S. (Projektin jäsen), Kong, X. (Projektin jäsen), Makki, M. (Projektin jäsen), Meinander, K. (Projektin jäsen), Kalac, T. (Projektin jäsen), Tao, H. (Projektin jäsen), Kuribayashi, T. (Projektin jäsen), Jäntti, N. (Projektin jäsen), Seppälä, W. (Projektin jäsen), Eklund, A. (Projektin jäsen) & Gebeyehu, E. K. (Projektin jäsen)

    01/05/202230/06/2026

    Projekti: RCF Flagship

  • -: LIBER Sammalkorpi

    Sammalkorpi, M. (Vastuullinen johtaja), Morais Jaques, Y. (Projektin jäsen), Lokka, A. (Projektin jäsen), Holl, M. (Projektin jäsen), Niemistö, M. (Projektin jäsen), Kastinen, T. (Projektin jäsen), Hasheminejad, K. (Projektin jäsen), Scacchi, A. (Projektin jäsen) & Harmat, A. (Projektin jäsen)

    01/01/202231/12/2024

    Projekti: RCF Academy Project

  • PolyDyna: Polymeeritranslokaation ja -dynamiikan multiskaalamallinnus nanofluidisissa systeemeissä

    Ala-Nissilä, T. (Vastuullinen johtaja), Channe, S. (Projektin jäsen), Hashemi Petrudi, A. (Projektin jäsen), Conley, K. (Projektin jäsen), Muhli, H. (Projektin jäsen), Fan, Z. (Projektin jäsen), Seyedheydari, F. (Projektin jäsen), Alipour, S. (Projektin jäsen), Vadimov, V. (Projektin jäsen), Molla, J. (Projektin jäsen), Hirvonen, P. (Projektin jäsen), Alcanzare, M. (Projektin jäsen), Babu, A. (Projektin jäsen), Ferreira Sampaio, R. (Projektin jäsen) & Achim, C. (Projektin jäsen)

    01/09/201731/12/2021

    Projekti: Academy of Finland: Other research funding

Siteeraa tätä