view in publisher's site

Coupling between electrokinetics and electrode kinetics by bipolar faradaic depolarisation processes in microfluidic channels

Highlights•Bipolar faradaic process leads to nonlinear electrokinetics of flat metallic surfaces.•Bipolar electronic conduction suppresses partly or entirely streaming potentials.•Bipolar faradaic reactions reversibility is not uniform along metallic surfaces in lateral flow.•A method is given for ζ-potentials evaluation with account of bipolar electronic conduction.•Theories are available for (ir)reversible and quasi-reversible bipolar electrodics.AbstractThis article is concerned with the nature and impact of bipolar faradaic electron transfer processes in the context of measuring electrokinetic parameters at the interface between an electronically conductive substrate such as a solid metal layer, and a liquid medium. More specifically, it analyses the steady state electric current through the electrodic substrate layer in terms of its short-circuiting effect on the system's electrokinetic quantities, such as the streaming potential. Ample attention is paid to the electrodic behaviour of the chosen metal and its electron transfer characteristics with respect to redox functions in the medium. The electrochemical reversibility of redox couple species is expressed in terms of their oxidation and reduction rate constants as compared to their diffusive transport rates under lateral flow conditions. High values for rate constants lead to high reversibilities and large bipolar leaking currents through the metal substrate. In turn, high electron transfer rate constants generate large reductions in measured values for electrokinetic quantities such as streaming potentials that further become a non-linear function of the pressure gradient applied through the fluidic chamber. The present article presents an overview of theoretical and experimental approaches of this intricate coupling between bipolar electrode kinetics and electrokinetics and the impact from Hans Lyklema's contributions. It highlights not only the implications of bipolar faradaic depolarisation processes in electrokinetics but also the importance of bipolar electrochemistry principles in various electroanalytical applications reported for e.g. the control of microfluidic flows, for surfaces functionalisation, particles manipulation or for the wireless detection of electroactive analytes.Graphical abstractDownload : Download high-res image (195KB)Download : Download full-size image

؟؟ ؟؟ ؟؟ ؟؟ ؟؟ ؟؟ ؟؟ ؟؟ ؟؟ ؟؟ ؟؟ ؟؟ ؟؟ ؟؟ ؟؟ ؟؟ ؟؟ ؟؟ ؟؟ ؟؟ ؟؟ ؟؟ ؟

نکات مهم: فرآیند faradaic دوقطبی منجر به electrokinetics غیر خطی سطوح فلزی صاف می‌شود. * هدایت الکتریکی دو قطبی به طور جزئی یا به طور کامل پتانسیل‌های جاری را سرکوب می‌کند. واکنش‌های faradaic دوقطبی در امتداد سطوح فلزی در جریان جانبی یکنواخت نیستند. یک روش برای ارزیابی پتانسیل ζ با توجه به هدایت الکتریکی دو قطبی داده می‌شود. این مقاله به ماهیت و تاثیر فرآیندهای انتقال الکترونی quasi دو قطبی در بس‌تر اندازه‌گیری پارامترهای electrokinetic در سطح مشترک بین یک بس‌تر رسانا از جمله یک لایه فلز جامد و یک محیط مایع می‌پردازد. به طور خاص، جریان برق حالت پایدار را از طریق لایه بس‌تر electrodic بر حسب تاثیر کوتاه‌مدت آن بر مقادیر system's system's، مانند پتانسیل جاری، تجزیه و تحلیل می‌کند. توجه فراوانی به رفتار electrodic فلز انتخاب‌شده و مشخصه‌های انتقال الکترون آن با توجه به عملکرد redox در محیط توجه می‌شود. واکنش‌های الکتروشیمیایی دو گونه احیا کننده از نظر اکسیداسیون و ثابت‌های سرعت کاهش در مقایسه با میزان انتقال نفوذی آن‌ها تحت شرایط جریان جانبی بیان می‌شود. مقادیر بالا برای ثابت‌های سرعت منجر به جریان‌های high بالا و جریان‌های نشت دو قطبی بزرگ از طریق بس‌تر فلزی می‌شوند. به نوبه خود، ثابت‌های سرعت انتقال الکترون، کاهش‌های زیادی را در مقادیر اندازه‌گیری شده برای مقادیر electrokinetic مانند جریان در جریان تولید می‌کنند که به یک تابع غیر خطی از گرادیان فشاری که از طریق محفظه fluidic اعمال می‌شود، تبدیل می‌شوند. این مقاله مروری بر رویکردهای نظری و تجربی این کوپلینگ پیچیده بین سینتیک الکترود قطبی و electrokinetics و تاثیر هانس Lyklema's را نشان می‌دهد. این امر نه تنها مفاهیم فرآیندهای depolarisation دو قطبی را در electrokinetics نشان می‌دهد بلکه اهمیت اصول الکتروشیمی دو قطبی را در کاربردهای electroanalytical مختلف نشان می‌دهد، برای مثال کنترل جریان microfluidic، برای سطوح functionalisation، ذرات یا برای تشخیص بی‌سیم of analytes.Grap hical: دانلود تصویر با اندازه بالا (۱۹۵ KB)

ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.