350vip8888新葡的京集团350vip8888新葡的京集团2024年第32期数理大讲堂

报告题目：电荷调制效应对聚电解质凝胶溶胀行为及其对宏离子溶液扩散动力学影响的理论研究

报告人：郑斌 副研究员

主持人：何林李 教授

报告时间：2024年11月6日下午14：45

报告地点：350vip8888新葡的京集团3号楼3B205

摘要：

电荷调制效应(Charge regulation)广泛存在于高分子以及生物系统中。这些体系包含弱酸性或弱碱性基团，其解离程度会随溶液pH值或盐离子浓度的变化而改变，从而影响体系的带电量。通过电荷调制效应，体系能够响应环境的微小变化。

本报告分为两部分。第一部分基于Poisson-Boltzmann理论和电荷调制模型，研究酸/碱平衡对聚电解质凝胶溶胀行为的影响。我们分析了凝胶体积随电荷调控参数和盐离子浓度的变化关系，发现了由电荷调控机制引发的凝胶非连续体积转变，并给出了与电荷调制参数有关的相图。

第二部分采用Onsager变分原理研究电荷调制效应下宏离子和反离子组成的聚电解质溶液的扩散动力学。体系的Rayleighian函数包括离子的耗散以及基于Poisson-Boltzmann理论和电荷调制模型的自由能。我们推导出包括经典的Poisson-Nernst-Planck方程、Debye-Falkenhagen方程及其在电荷调制效应下的修正形式的扩散动力学方程。对系统稳态的进一步研究表明，电荷调制效应显著影响非平衡态下宏离子的空间分布和有效电荷分布。我们基于Onsager变分原理的理论模型为研究涉及电荷吸附/解离过程的聚电解质溶液的扩散动力学提供了一种可行的方法。

简介：

郑斌，国科温州研究院副研究员。2015年博士毕业于山东师范大学，读博期间在中国科学院物理研究所软物质实验室联合培养。随后在中国科学院理论物理研究所、以色列特拉维夫大学从事博士后研究。主要研究方向是聚电解质体系，带电高分子体系以及生物膜体系的理论建模与计算。已在ACS Macro Lett.、Macromolecules等学术期刊发表多篇论文，目前主持国家自然科学基金一项。