Molecular Dynamics Simulation of High-Field Effects in the Mobility of Protonated Poly(ethylene oxide)s in a Gas

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Molecular dynamics simulations are used to study the drift of singly protonated poly(ethylene oxide) chains in helium in strong electrostatic fields. The behavior of the temperature, mobility and size of these ions is analyzed at various gas pressures and different lengths of the polymer chain. The internal temperature of the ion increases with increasing field strength in accordance with the increase in the random kinetic energy received by the ion from the field. This affects the mobility of the ion directly and through a change in the collision cross section associated with the unfolding of the polymer chain. At low gas pressures (from 384 to 1538 Torr), the reduced mobility is determined by the ratio of the field strength E to the gas density N and does not depend on the gas pressure. At higher gas pressures, it depends on the gas pressure at high E/N. This is due to the fact that under these conditions, the gas flow creates a significant tension in the polymer chain, which increases the size of the chain and the collision cross section. In strong fields, the ion ceases to rotate freely, since the field tends to align the dipole moment of the ion with the field. This reduces the collision cross section and partially compensates for changes in the collision cross section and ion mobility caused by the unfolding of the polymer chain.

作者简介

S. Dubrovskii

N.N. Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences

Email: sd@chph.ras.ru
119991, Moscow, Russia

N. Balabaev

Institute of Mathematical Problems of Biology—the Branch of Keldysh Institute of Applied Mathematics, Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: sd@chph.ras.ru
142290, Pushchino, Moscow oblast, Russia

参考

  1. Eiceman G.A., Karpas Z., Hill H.H. Ion Mobility Spectrometry. CRC Press, Boca Raton, Florida, 2014.
  2. Lanucara F., Holman S.W., Gray C.J., Eyers C.E. // Nature Chem. 2014. V. 6. P. 281.
  3. Duez Q., Hoyas S., Josse T., Cornil J., Gerbaux P., De Winter J. // Mass Spectrom. Rev. 2021. e21745.
  4. Karas M., Bachmann D., Bahr U., Hillenkamp F. // Int. J. Mass Spectrom. Ion Processes. 1987. V. 78. P. 53.
  5. Hillenkamp F., Peter-Katalinic J. MALDI MS: A Practical Guide to Instrumentation, Methods and Applications. Wiley-VCH, Weinheim, 2007.
  6. Fenn B., Mann M., Meng C.K., Wong S.F., Whitehouse C.M. // Science. 1989. V. 246. P. 64.
  7. Mason E.A., McDaniel E.W. Transport Properties of Ions in Gases. Wiley, New York, 1988.
  8. Shvartsburg A.A. Differential Ion Mobility Spectrometry. CRC Press, Boca Raton, Florida, 2009.
  9. Prell J.S. // Compr. Anal. Chem. 2019. V. 83. P. 1.
  10. Siems W.F., Viehland L.A., Hill H.H. // Analyst. 2016. V. 141. P. 6396.
  11. Larriba-Andaluz C., Prell J.S. // Int. Rev. Phys. Chem. 2020. V. 39. P. 569.
  12. Koutselos A.D. // J. Chem. Phys. 1995. V. 102. P. 7216.
  13. Baranowski R., Thachuk M. // J. Chem. Phys. 1999. V. 110. P. 11383.
  14. Chen X., Thachuk M. // J. Chem. Phys. 2006. V. 124. P. 174501.
  15. Lai R., Dodds E.D., Li H. // J. Chem. Phys. 2018. V. 148. P. 064109.
  16. Dubrovskii S.A., Balabaev N.K. // Polym. Sci., Ser. A. 2021. V. 63. P. 891.
  17. Dubrovskii S.A., Balabaev N.K. // Polym. Sci., Ser. A. 2022. V. 64. P. 549.
  18. Ieritano C., Featherstone J., Haack A., Guna M., Campbell J.L., Hopkins W.S. // J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2020. V. 31. P. 582.
  19. Andrzejewski R., Entwistle A., Giles R., Shvartsburg A.A. // Anal. Chem. 2021. V. 93. P. 12049.
  20. Shvartsburg A.A., Bryskiewicz T., Purves R.W., Tang K., Guevremont R., Smith R.D. // J. Phys. Chem. B. 2006. V. 110. P. 21966.
  21. Shvartsburg A.A., Noskov S.Y., Purves R.W., Smith R.D. // Proc. Natl. Acad. Sci. 2009. V. 106. P. 6495.
  22. Pathak P., Shvartsburg A.A. // Anal. Chem. 2020. V. 92. P. 13855.
  23. Lemak A.S., Balabaev N.K. // Mol. Simul. 1995. V. 15. P. 223.
  24. Lemak A.S., Balabaev N.K. // J. Comput. Chem. 1996. V. 17. P. 1685.
  25. Hill J.R., Sauer J. // J. Phys. Chem. 1995. V. 99. P. 9536.
  26. Dubrovskii S.A., Balabaev N.K. // Polym. Sci., Ser. A. 2018. V. 60. P. 404.
  27. Viehland L.A., Mason E.A. // Ann. Phys. 1978. V. 110. P. 287.
  28. Chen Y.-L., Collings B.A., Douglas D.J. // J. Am. Soc. Mass Spectrom. 1997. V. 8. P. 681.
  29. Kogan M.N. Rarefied Gas Dynamics. Springer Science + Business Media, New York, 1969.
  30. Ashley H. // J. Aeronaut. Sci. 1949. V. 16. P. 95.
  31. Perkins T.T., Smith D.E., Larson R.G., Chu S. // Science. 1995. V. 268. P. 83.
  32. Marko J.F., Siggia E.D. // Macromolecules. 1995. V. 28. P. 8759.
  33. Johnsen R., Tosh R., Viehland L.A. // J. Chem. Phys. 1990. V. 92. P. 7264.
  34. Gidden J., Wyttenbach T., Jackson A.T., Scrivens J.H., Bowers M.T. // J. Am. Chem. Soc. 2000. V. 122. P. 4692.
  35. Bleiholder C., Johnson N.R., Contreras S., Wyttenbach T., Bowers M.T. // Anal. Chem. 2015. V. 87. P. 7196.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
2.

下载 (132KB)
3.

下载 (148KB)
4.

下载 (174KB)
5.

下载 (101KB)
6.

下载 (101KB)
7.

下载 (158KB)

版权所有 © С.А. Дубровский, Н.К. Балабаев, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».