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Incorporation of excluded-volume correlations into Poisson-Boltzmann theory

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Incorporation of excluded-volume correlations into Poisson-Boltzmann theory

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Título Incorporation of excluded-volume correlations into Poisson-Boltzmann theory
Autor Antypov, Dmytro
Barbosa, Marcia Cristina Bernardes
Holm, Christian
Abstract We investigate the effect of excluded-volume interactions on the electrolyte distribution around a charged macroion. First, we introduce a criterion for determining when hard-core effects should be taken into account beyond standard mean-field Poisson-Boltzmann sPBd theory. Next, we demonstrate that several commonly proposed local-density-functional approaches for excluded-volume interactions cannot be used for this purpose. Instead, we employ a nonlocal excess free energy by using a simple constant-weight approach. We compare the ion distribution and osmotic pressure predicted by this theory with Monte Carlo simulations. They agree very well for weakly developed correlations and give the correct layering effect for stronger ones. In all investigated cases our simple weighted-density theory yields more realistic results than the standard PB approach, whereas all local density theories do not improve on the PB density profiles, but on the contrary, deviate even more from the simulation results.
Contido em Physical Review. E, Statistical, nonlinear, and soft matter physics. Vol. 71, no. 6 (June 2005), 061106, 10 p.
Assunto Colóides
Energia livre
Equação de Boltzmann
Teoria do funcional de densidade
Origem Estrangeiro
Tipo Artigo de periódico
URI http://hdl.handle.net/10183/101614
Arquivos Descrição Formato
000532285.pdf (136.1Kb) Texto completo (inglês) Adobe PDF Visualizar/abrir

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