The surface excess charge layer (SECL) in droplets has often been associated with distinct chemistry. We examine the effect of the nature of ions in the composition and structure of SECL by using molecular dynamics. We find that in the presence of simple ions the thickness of SECL is invariant not only with respect to droplet size but also with respect to the nature of the ions. In the presence of simple ions, this layer has a thickness of ∼1.5-1.7 nm but in the presence of macroions it may extend to ∼2.0 nm. The proportion of ions contained in SECL depends on the nature of the ions and the droplet size. For the same droplet size, I- and model H3O+ ions show considerably higher concentration than Na+ and Cl- ions. We identify the maximum ion concentration region, which, in nanodrops, may partially overlap with SECL. As the relative shape fluctuations decrease when microdrop size is approached, the overlap between SECL and maximum ion concentration region increases. We suggest the extension of the bilayer droplet structure assumed in the equilibrium partitioning model of Enke to include the maximum ion concentration region that may not coincide with SECL in nanodrops. We compute the ion concentrations in SECL, which are those that should enter the kinetic equation in the ion-evaporation mechanism, instead of the overall drop ion concentration that has been used.

中文翻译：

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液滴中表面多余电荷层的分子表征。

液滴中的表面多余电荷层（SECL）通常与独特的化学作用有关。我们使用分子动力学研究了离子性质对SECL的组成和结构的影响。我们发现，在存在简单离子的情况下，SECL的厚度不仅相对于液滴大小而且相对于离子的性质都是不变的。在存在简单离子的情况下，该层的厚度约为1.5-1.7 nm，但在存在大分子离子的情况下，其厚度可能会延伸至约2.0 nm。SECL中包含的离子比例取决于离子的性质和液滴大小。对于相同的液滴大小，I-和模型H3O +离子显示出比Na +和Cl-离子高得多的浓度。我们确定了最大离子浓度区域，该区域在纳滴中可能与SECL部分重叠。当接近微滴尺寸时，随着相对形状波动减小，SECL和最大离子浓度区域之间的重叠增加。我们建议扩展Enke平衡分配模型中假设的双层液滴结构，使其包括可能与纳米液滴中的SECL不一致的最大离子浓度区域。我们计算SECL中的离子浓度，这些离子浓度应在离子蒸发机理中输入动力学方程，而不是使用已使用的总液滴离子浓度。我们建议扩展Enke平衡分配模型中假设的双层液滴结构，使其包括可能与纳米液滴中的SECL不一致的最大离子浓度区域。我们计算SECL中的离子浓度，这些离子浓度应在离子蒸发机理中输入动力学方程，而不是使用已使用的总液滴离子浓度。我们建议扩展Enke平衡分配模型中假设的双层液滴结构，使其包括可能与纳米液滴中的SECL不一致的最大离子浓度区域。我们计算SECL中的离子浓度，这些离子浓度应在离子蒸发机理中输入动力学方程，而不是使用已使用的总液滴离子浓度。