Макет страницы
i I
| 200
| ■2
~»x—**—
t »
|
-2 -1
| 1
| 2 I1MaJcM2
|
-200
|
-Ш
|
1
| -600
|
-800
|
Двойные мембраны обладают полупроводниковыми свойствами, обнаруживая выпрямляющий эффект. Действительно, при наложении внешнего поля вдоль ЛФ (см. рис. 39) подвижные противоионы оттягиваются от зоны контакта и сопротивление этой зоны возрастает, достигая R = 10я ом/см2 («запирающий слой»). При обратном («проводящем») направлении тока концентрация и проводимость в д зоне контакта увеличива-
ла''мВ ются.
Модель биологической мембраны, рассмотренная в работе Мауро [95], отличается от предложенных ранее тем, что емкостные свойства ее обусловлены не слоем диэлектрика с низкой £ (еда5), заключенным между двумя проводниками, а градиентом плотности пространственных зарядов противоположного знака в непрерывной матрице при пуассон - больцмаиовском распределении противоионов. Вольт-амперные кривые для двойных ионитовых мембран, полученные рядом авторов [37, 98 — 100], демонстрируют несимметричную проводимость (выпрямляющий эффект). Кривые для проводящего направления являются выпуклыми к оси V подобно биологическим мембранам (см. рис. 38), иначе говоря, R уменьшается с ростом V [37] вследствие повышения проводимости (увеличения концентрации) в зоне контакта.
Исследование граничной поляризации на двойных мембранах в работе Сидоровой и Фридрихсберга 11011 показало, что величины чвр при запирающем направлении (анионит на анодной стороне, катионит — на катодной) почти в четыре раза превышают значения евр для проводящего направления, достигая около 0,8 е. В обоих случаях результирующий ея/' превышает сумму едр для отдельных мембран (рис. 40). Спад вБр во времени после отключения тока в двойной мембране происходит значительно медленнее, чем в случае одиночных мембран (несколько суток в первом случае и несколько минут — во втором). Это различие объясняется тем, что сдвиг концентрации в зоне контакта, обусловленный прохождением тока, рассасывается в процессе диффузии ионов через мембраны значительно медленнее (D <^ D0), чем свободная диффузия в растворе (у одиночной мембраны). Приближенный расчет концентраций ионов в межмембранной пленке (по максимальным значениям е«р)
Рис. 40. Зависимость евр — i для одиночных мембран (/) СБС-1 (X) и ЭДЭ-10 (Ф) 11 Для Двойной мембраны, составленной
из них, лри различном направлении E (2, 3 ).
