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Energetics and diffusion of liquid water and hydrated ions through nanopores in graphene: ab initio molecular dynamics simulation
Indexado
WoS WOS:000407763700025
Scopus SCOPUS_ID:85027320423
DOI 10.1039/C7CP03449K
Año 2017
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



The energetics and diffusion of water molecules and hydrated ions (Na+, Cl-) passing through nanopores in graphene are addressed by dispersion-corrected density functional theory calculations and ab initio molecular dynamics (MD) simulations. Pores of about 0.8 nm in diameter with different pore-edge passivations, with (H) and (O, H) atoms, were considered. Our MD simulations show a water flux through the hydroxylated pores of about one H2O molecule every three picoseconds, in close agreement with recent experiments that estimated a water flux of three molecules per picosecond through pores of similar to 1 nm. We also find that both pores are effective in blocking hydrated Na+ and Cl- ions with large energy barriers, ranging from 12 to 15 eV. In addition, pore passivation with O atoms would increase the water transport through hydroxylated pores, due to the formation of hydrogen bonds with nearby water molecules, which is not observed in the hydrogenated pores.

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Disciplinas de Investigación



WOS
Chemistry, Physical
Physics, Atomic, Molecular & Chemical
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Sin Disciplinas
SciELO
Sin Disciplinas

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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



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Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Guerrero-Aviles, Raul Hombre Universidad Nacional Andrés Bello - Chile
2 Orellana, Walter Hombre Universidad Nacional Andrés Bello - Chile

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Financiamiento



Fuente
Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico
CONICYT-PIA
Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico
supercomputing infrastructure of the NLHPC
Chilean agency Fondecyt
Chilean agency CONICYT-PIA

Muestra la fuente de financiamiento declarada en la publicación.

Agradecimientos



Agradecimiento
This work was supported by Chilean agencies CONICYT-PIA under Grant Anillo ACT 1107, and FONDECYT under Grant 1170480. Powered@NLHPC: this research was partially supported by the supercomputing infrastructure of the NLHPC (ECM-02).
This work was supported by Chilean agencies CONICYT-PIA under Grant Anillo ACT 1107, and FONDECYT under Grant 1170480. Powered@NLHPC: this research was partially supported by the supercomputing infrastructure of the NLHPC (ECM-02).

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