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2025 article

Chemical Functional Groups Regulate Ion Concentrations and pHs in Nanopores

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Rattachement africain : us. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Understanding ion behaviors in functionalized nanopores is essential to deciphering reactions in both natural and engineered systems, such as sediments, biological ion channels, and membranes. While many efforts have shown the modified ion behaviors in the functionalized nanopores, a direct measurement and analysis to show how chemical functional groups affect ion concentrations in nanopores are critically needed. Herein, we present a plasmonic nanosensor that can measure the local concentrations of protons, anions (phosphate, nitrate, sulfate, and arsenate), and cations (mercury, lead, and copper) in functionalized nanopores, and we compare their concentrations in nanopores with the corresponding bulk concentrations. Notably, chemical functional groups induced ion concentrations differently in nanopores. In pristine nanopores and methyl- and phenyl-functionalized nanopores, we discovered an unexpected concurrence of an enhanced anion concentration and a suppressed cation concentration. In addition, the nanopore pH is dependent on bulk solution compositions and can be lower by 2.5 units, even when the bulk solution is well-buffered. In contrast, for hydrophilic (amine, thiol, and carboxyl) nanopores, pH depended on the p K a of the functional groups, and the heavy metal concentrations depended on chemical interactions with the functional groups. Our findings provide a better understanding of water chemistry in nanopores and can help precisely control ions in nanopores to benefit the design of membrane-based desalination techniques, CO 2 storage, and porous catalysts.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Chemical Functional Groups Regulate Ion Concentrations and pHs in Nanopores
Date Crossref
29/04/2025
Éditeur
American Chemical Society (ACS)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Les sujets associés

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