د nature.com د لیدنې لپاره مننه. هغه براوزر نسخه چې تاسو یې کاروئ د CSS محدود ملاتړ لري. د غوره تجربې لپاره، موږ سپارښتنه کوو چې د براوزر وروستۍ نسخه وکاروئ (یا په انټرنیټ اکسپلورر کې د مطابقت حالت بند کړئ). برسیره پردې، د دوامداره ملاتړ ډاډ ترلاسه کولو لپاره، دا سایټ به سټایلونه یا جاواسکریپټ شامل نه کړي.
د سوډیم د پراخې سرچینې له امله، د سوډیم-آیون بیټرۍ (NIBs) د الکترو کیمیکل انرژۍ ذخیره کولو لپاره یو امید لرونکی بدیل حل استازیتوب کوي. اوس مهال، د NIB ټیکنالوژۍ په پراختیا کې اصلي خنډ د الکترود موادو نشتوالی دی چې کولی شي د اوږدې مودې لپاره د سوډیم آیونونه بیرته ذخیره کړي/خوشې کړي. له همدې امله، د دې مطالعې هدف دا دی چې په تیوریکي ډول د NIB الکترود موادو په توګه د پولی وینیل الکول (PVA) او سوډیم الګینټ (NaAlg) مخلوط باندې د ګلیسیرول اضافه کولو اغیز وڅیړي. دا څیړنه د PVA، سوډیم الګینټ، او ګلیسیرول مخلوطونو پراساس د پولیمر الیکټرولیټونو بریښنایی، حرارتي، او کمیتي جوړښت-فعالیت اړیکو (QSAR) تشریح کونکو باندې تمرکز کوي. دا ملکیتونه د نیمه تجربوي میتودونو او کثافت فعال تیوري (DFT) په کارولو سره څیړل کیږي. څرنګه چې ساختماني تحلیل د PVA/الګینټ او ګلیسیرول ترمنځ د تعاملاتو توضیحات څرګند کړل، د بانډ ګیپ انرژي (Eg) وڅیړل شوه. پایلې ښیې چې د ګلیسیرول اضافه کول د Eg ارزښت 0.2814 eV ته راټیټوي. د مالیکولر الکتروسټاتیک احتمالي سطحه (MESP) د الکترون بډایه او الکترون ضعیف سیمو ویش او په ټول الکترولیت سیسټم کې د مالیکولر چارجونو ښودنه کوي. مطالعه شوي تودوخې پیرامیټرونه انتالپي (H)، انټروپي (ΔS)، د تودوخې ظرفیت (Cp)، ګیبز وړیا انرژي (G) او د جوړښت تودوخه شامل دي. سربیره پردې، په دې څیړنه کې د څو کمیتي جوړښت-فعالیت اړیکو (QSAR) تشریح کونکي لکه ټول ډایپول مومنټ (TDM)، ټول انرژي (E)، د ایونیزیشن پوټینشن (IP)، د لوګ P او قطبي کولو وړتیا وڅیړل شوه. پایلو وښودله چې H، ΔS، Cp، G او TDM د تودوخې او ګلیسیرول مینځپانګې د زیاتوالي سره زیات شوي. په ورته وخت کې، د جوړښت تودوخه، IP او E کم شوی، کوم چې د عکس العمل او قطبي کولو وړتیا ښه کړې. سربیره پردې، د ګلیسیرول اضافه کولو سره، د حجرو ولټاژ 2.488 V ته لوړ شو. د لګښت مؤثره PVA/Na Alg ګلیسیرول پر بنسټ الکترولیتونو پراساس DFT او PM6 محاسبې ښیې چې دوی کولی شي د دوی د څو اړخیزوالي له امله په جزوي ډول د لیتیم آئن بیټرۍ ځای په ځای کړي، مګر نور پرمختګونه او څیړنې ته اړتیا ده.
که څه هم د لیتیم آیون بیټرۍ (LIBs) په پراخه کچه کارول کیږي، د دوی د لنډ دورې ژوند، لوړ لګښت او خوندیتوب اندیښنو له امله د دوی کارول له ډیری محدودیتونو سره مخ دي. د سوډیم آیون بیټرۍ (SIBs) ممکن د LIBs لپاره د دوی د پراخه شتون، ټیټ لګښت، او د سوډیم عنصر غیر زهري کیدو له امله یو مناسب بدیل شي. د سوډیم آیون بیټرۍ (SIBs) د الیکټرو کیمیکل وسیلو لپاره د انرژۍ ذخیره کولو یو مهم سیسټم کیږي. د سوډیم آیون بیټرۍ د ایون لیږد اسانه کولو او بریښنایی جریان تولیدولو لپاره په الکترولیتونو باندې ډیر تکیه کوي 2,3. مایع الکترولیټونه په عمده توګه د فلزي مالګو او عضوي محلولونو څخه جوړ شوي دي. عملي غوښتنلیکونه د مایع الکترولیتونو خوندیتوب ته د احتیاط سره پام ته اړتیا لري، په ځانګړي توګه کله چې بیټرۍ د تودوخې یا بریښنایی فشار سره مخ وي 4.
تمه کیږي چې د سوډیم آیون بیټرۍ (SIBs) به په نږدې راتلونکي کې د لیتیم آیون بیټرۍ ځای ونیسي ځکه چې د دوی ډیری سمندري زیرمې، غیر زهرجنیت، او ټیټ مادي لګښت شتون لري. د نانو موادو ترکیب د معلوماتو ذخیره کولو، بریښنایی او نظري وسیلو پراختیا ګړندۍ کړې. د ادب لویې برخې د سوډیم آیون بیټرۍ کې د مختلفو نانو جوړښتونو (د مثال په توګه، فلزي اکسایډونه، ګرافین، نانوټیوبونه، او فلرینونه) کارول ښودلي دي. څیړنې د سوډیم آیون بیټرۍ لپاره د پولیمر په ګډون د انود موادو پراختیا باندې تمرکز کړی دی ځکه چې دوی د دوی د څو اړخیزوالي او چاپیریال دوستۍ له امله دي. د ریچارج وړ پولیمر بیټرۍ په برخه کې د څیړنې علاقه به بې له شکه زیاته شي. د ځانګړو جوړښتونو او ملکیتونو سره نوي پولیمر الکترود مواد احتمال لري چې د چاپیریال دوستانه انرژۍ ذخیره کولو ټیکنالوژیو لپاره لاره هواره کړي. که څه هم د سوډیم آیون بیټرۍ کې د کارولو لپاره مختلف پولیمر الکترود مواد سپړل شوي، دا ساحه لاهم د پراختیا په لومړیو مرحلو کې ده. د سوډیم آیون بیټرۍ لپاره، د مختلفو جوړښتي ترتیباتو سره ډیر پولیمر مواد باید وپلټل شي. د پولیمر الکترود موادو کې د سوډیم ایونونو د ذخیره کولو میکانیزم په اړه زموږ د اوسني پوهې پراساس، دا فرضیه کیدی شي چې کاربونیل ګروپونه، آزاد رادیکالونه، او هیټرواتومونه په کنجیوټډ سیسټم کې کولی شي د سوډیم ایونونو سره د تعامل لپاره د فعال ځایونو په توګه کار وکړي. له همدې امله، دا خورا مهمه ده چې د دې فعال سایټونو لوړ کثافت سره نوي پولیمرونه رامینځته کړئ. جیل پولیمر الکترولیت (GPE) یو بدیل ټیکنالوژي ده چې د بیټرۍ اعتبار، د آیون چلولو، هیڅ لیک، لوړ انعطاف، او ښه فعالیت ښه کوي12.
د پولیمر میټریکسونه د PVA او پولی ایتیلین اکسایډ (PEO) په څیر مواد لري. جیل پارمیبل پولیمر (GPE) په پولیمر میټریکس کې مایع الکترولیت متحرک کوي، کوم چې د سوداګریزو جلا کونکو په پرتله د لیکیدو خطر کموي14. PVA یو مصنوعي بایوډیګریډ وړ پولیمر دی. دا لوړ جواز لري، ارزانه او غیر زهرجن دی. دا مواد د فلم جوړولو ملکیتونو، کیمیاوي ثبات او چپکولو لپاره پیژندل کیږي. دا د فعال (OH) ګروپونو او لوړ کراس لینکینګ احتمالي کثافت هم لري15,16,17. د پولیمر مخلوط کول، پلاستیکیزر اضافه کول، مرکب اضافه کول او په سیټو پولیمرائزیشن تخنیکونه د PVA پر بنسټ پولیمر الکترولیتونو د چالکتیا ښه کولو لپاره کارول شوي ترڅو د میټریکس کرسټالینیت کم کړي او د زنځیر انعطاف زیات کړي18,19,20.
د صنعتي استعمالونو لپاره د پولیمیریک موادو د پراختیا لپاره مخلوط کول یوه مهمه طریقه ده. د پولیمیریک مرکبونه ډیری وختونه د دې لپاره کارول کیږي: (1) په صنعتي استعمالونو کې د طبیعي پولیمیریکونو د پروسس کولو ملکیتونه ښه کول؛ (2) د بایوډیګریډ وړ موادو کیمیاوي، فزیکي او میخانیکي ملکیتونه ښه کول؛ او (3) د خوړو د بسته بندۍ صنعت کې د نویو موادو لپاره د چټک بدلون غوښتنې سره تطابق کول. د کوپولیمیرائزیشن برعکس، د پولیمیریک مرکب کول یو ټیټ لګښت لرونکی پروسه ده چې د مطلوب ملکیتونو ترلاسه کولو لپاره د پیچلو کیمیاوي پروسو پرځای ساده فزیکي پروسې کاروي. د هوموپولیمرونو جوړولو لپاره، مختلف پولیمرونه کولی شي د ډایپول-ډایپول ځواکونو، هایدروجن بانډونو، یا چارج لیږد کمپلیکسونو له لارې تعامل وکړي 22,23. د طبیعي او مصنوعي پولیمرونو څخه جوړ شوي مرکبونه کولی شي ښه بایو مطابقت د غوره میخانیکي ملکیتونو سره یوځای کړي، د ټیټ تولید لګښت 24,25 کې غوره مواد رامینځته کړي. له همدې امله، د مصنوعي او طبیعي پولیمرونو مخلوط کولو سره د بایو اړونده پولیمیریک موادو رامینځته کولو کې ډیره علاقه شتون لري. PVA د سوډیم الګینټ (NaAlg)، سیلولوز، چیټوسان او نشایسته 26 سره یوځای کیدی شي.
سوډیم الجینیټ یو طبیعي پولیمر او انیونیک پولیساکرایډ دی چې د سمندري نسواري الګی څخه استخراج کیږي. سوډیم الجینیټ د β-(1-4)-تړل شوي D-مانورونک اسید (M) او α-(1-4)-تړل شوي L-ګولورونیک اسید (G) څخه جوړ دی چې په هوموپولیمیریک بڼو (پولی-M او پولی-G) او هیټروپولیمیریک بلاکونو (MG یا GM) کې تنظیم شوي دي. د M او G بلاکونو مینځپانګه او نسبي تناسب د الجینیټ کیمیاوي او فزیکي ملکیتونو باندې د پام وړ اغیزه لري28,29. سوډیم الجینیټ په پراخه کچه کارول کیږي او د هغې د بایوډیګریډیبلیت، بایو مطابقت، ټیټ لګښت، ښه فلم جوړولو ملکیتونو، او غیر زهرجنیت له امله مطالعه کیږي. په هرصورت، د الجینیټ سلسله کې د وړیا هایدروکسیل (OH) او کاربوکسیلیټ (COO) ګروپونو لوی شمیر الجینیټ خورا هایدروفیلیک کوي. په هرصورت، الجینیټ د هغې د ماتیدو او سختوالي له امله ضعیف میخانیکي ملکیتونه لري. له همدې امله، الجینیټ د نورو مصنوعي موادو سره یوځای کیدی شي ترڅو د اوبو حساسیت او میخانیکي ملکیتونه ښه کړي30,31.
د نوي الکترود موادو ډیزاین کولو دمخه، د DFT محاسبې ډیری وختونه د نویو موادو د جوړولو د امکان ارزولو لپاره کارول کیږي. سربیره پردې، ساینس پوهان د مالیکولر ماډلینګ څخه کار اخلي ترڅو د تجربوي پایلو تایید او وړاندوینه وکړي، وخت خوندي کړي، کیمیاوي ضایعات کم کړي، او د تعامل چلند وړاندوینه وکړي 32. مالیکولر ماډلینګ په ډیری برخو کې د ساینس یوه پیاوړې او مهمه څانګه ګرځیدلې ده، پشمول د موادو ساینس، نانو موادو، کمپیوټري کیمیا، او د مخدره توکو کشف 33,34. د ماډلینګ پروګرامونو په کارولو سره، ساینس پوهان کولی شي په مستقیم ډول مالیکولر معلومات ترلاسه کړي، پشمول د انرژۍ (د جوړښت تودوخه، د ایونیزیشن پوټینشن، د فعالولو انرژي، او نور) او جیومیټري (د بانډ زاویې، د بانډ اوږدوالی، او د تورشن زاویې) 35. سربیره پردې، بریښنایی ملکیتونه (چارج، HOMO او LUMO بانډ تشه انرژي، د الکترون تړاو)، طیفي ملکیتونه (ځانګړتیا لرونکي وایبریشن حالتونه او شدتونه لکه FTIR سپیکٹرا)، او د بلک ملکیتونه (حجم، خپریدل، واسکاسیټي، ماډولس، او نور) 36 محاسبه کیدی شي.
LiNiPO4 د لیتیم-آیون بیټرۍ مثبت الکترود موادو سره د سیالۍ په برخه کې احتمالي ګټې ښیې ځکه چې دا د لوړ انرژي کثافت (شاوخوا 5.1 V کاري ولتاژ) لري. د لوړ ولتاژ په سیمه کې د LiNiPO4 ګټې څخه په بشپړ ډول ګټه پورته کولو لپاره، کاري ولتاژ باید کم شي ځکه چې اوس مهال رامینځته شوی لوړ ولتاژ الیکټرولیټ یوازې د 4.8 V څخه ښکته ولتاژونو کې نسبتا مستحکم پاتې کیدی شي. ژانګ او نورو د LiNiPO4 په Ni سایټ کې د ټولو 3d، 4d، او 5d لیږد فلزاتو ډوپینګ وڅیړ، د غوره الیکټرو کیمیکل فعالیت سره د ډوپینګ نمونې یې غوره کړې، او د LiNiPO4 کاري ولتاژ یې تنظیم کړ پداسې حال کې چې د دې د الیکټرو کیمیکل فعالیت نسبي ثبات ساتل. ترټولو ټیټ کاري ولتاژونه چې دوی ترلاسه کړل په ترتیب سره د Ti، Nb، او Ta-doped LiNiPO4 لپاره 4.21، 3.76، او 3.5037 وو.
له همدې امله، د دې مطالعې موخه دا ده چې په تیوریکي توګه د پلاستیکائزر په توګه د ګلیسیرول اغیز د PVA/NaAlg سیسټم په بریښنایی ملکیتونو، QSAR تشریح کونکو او حرارتي ملکیتونو باندې وڅیړل شي ترڅو د ریچارج وړ ایون-آیون بیټریو کې د هغې د کارولو لپاره د کوانټم میخانیکي محاسبې په کارولو سره. د PVA/NaAlg ماډل او ګلیسیرول ترمنځ مالیکولي تعاملات د بادر د مالیکولونو د کوانټم اټومي تیوري (QTAIM) په کارولو سره تحلیل شوي.
د مالیکول ماډل چې د PVA تعامل د NaAlg سره او بیا د ګلیسرول سره د DFT په کارولو سره غوره شوی و. دا ماډل د مصر په قاهره کې د ملي څیړنې مرکز د سپیکٹروسکوپي څانګې کې د Gaussian 0938 سافټویر په کارولو سره محاسبه شوی و. ماډلونه د B3LYP/6-311G(d, p) په کچه 39,40,41,42 کې د DFT په کارولو سره غوره شوي و. د مطالعې شوي ماډلونو ترمنځ د تعامل تصدیق کولو لپاره، د تیوري په ورته کچه ترسره شوي فریکونسي مطالعات د مطلوب جیومیټري ثبات ښیې. د ټولو ارزول شوي فریکونسۍ په مینځ کې د منفي فریکونسۍ نشتوالی د احتمالي انرژۍ په سطحه کې د ریښتیني مثبت مینیما کې اټکل شوی جوړښت روښانه کوي. فزیکي پیرامیټرې لکه TDM، HOMO/LUMO بانډ ګیپ انرژي او MESP د تیوري په ورته کوانټم میخانیکي کچه محاسبه شوي. برسېره پردې، ځینې تودوخې پیرامیټرې لکه د جوړښت وروستۍ تودوخه، وړیا انرژي، انټروپي، انتالپي او د تودوخې ظرفیت په جدول 1 کې ورکړل شوي فورمولونو په کارولو سره محاسبه شوي. مطالعه شوي ماډلونه د مالیکولونو کې د اتومونو کوانټم تیوري (QTAIM) تحلیل سره مخ شوي ترڅو د مطالعې شوي جوړښتونو په سطحه کې واقع شوي تعاملات وپیژني. دا محاسبې د ګاوسین 09 سافټویر کوډ کې د "output=wfn" قوماندې په کارولو سره ترسره شوې او بیا د ایوګاډرو سافټویر کوډ 43 په کارولو سره لیدل شوي.
چیرته چې E داخلي انرژي ده، P فشار دی، V حجم دی، Q د سیسټم او د هغې چاپیریال ترمنځ د تودوخې تبادله ده، T تودوخه ده، ΔH د انتالپي بدلون دی، ΔG د آزادې انرژۍ بدلون دی، ΔS د انټروپي بدلون دی، a او b د وایبریشن پیرامیټرونه دي، q اټومي چارج دی، او C د اټومي الکترون کثافت دی 44,45. په پای کې، ورته جوړښتونه غوره شوي او د QSAR پیرامیټرونه د مصر په قاهره کې د ملي څیړنیز مرکز د سپیکٹروسکوپي څانګې کې د SCIGRESS سافټویر کوډ 46 په کارولو سره د PM6 په کچه محاسبه شوي.
زموږ په تیرو کارونو کې 47، موږ د دریو PVA واحدونو تعامل د دوه NaAlg واحدونو سره تشریح کولو خورا احتمالي ماډل ارزولی، چې ګلیسرول د پلاستیکائزر په توګه کار کوي. لکه څنګه چې پورته یادونه وشوه، د PVA او NaAlg د تعامل لپاره دوه امکانات شتون لري. دوه ماډلونه، چې نومول شوي 3PVA-2Na Alg (د کاربن شمیرې 10 پراساس) او اصطلاح 1Na Alg-3PVA-Mid 1Na Alg، د نورو جوړښتونو په پرتله د انرژۍ ترټولو کوچنی تشه ارزښت 48 لري چې په پام کې نیول شوي. له همدې امله، د PVA/Na Alg مخلوط پولیمر په خورا احتمالي ماډل کې د Gly اضافه کولو اغیز د وروستي دوه جوړښتونو په کارولو سره وڅیړل شو: 3PVA-(C10)2Na Alg (د سادګۍ لپاره 3PVA-2Na Alg په نوم یادیږي) او اصطلاح 1 Na Alg − 3PVA-Mid 1 Na Alg. د ادبیاتو له مخې، PVA، NaAlg او ګلیسرول کولی شي یوازې د هایدروکسیل فعال ګروپونو ترمنځ ضعیف هایدروجن بانډونه جوړ کړي. څرنګه چې د PVA ټریمر او NaAlg او ګلیسیرول ډایمر دواړه د OH څو ګروپونه لري، نو اړیکه د OH ګروپونو څخه د یوې له لارې احساس کیدی شي. شکل 1 د ماډل ګلیسیرول مالیکول او د ماډل مالیکول 3PVA-2Na Alg ترمنځ تعامل ښیې، او شکل 2 د ماډل مالیکول Term 1Na Alg-3PVA-Mid 1Na Alg او د ګلیسیرول مختلف غلظت ترمنځ تعامل جوړ شوی ماډل ښیې.
غوره شوي جوړښتونه: (a) Gly او 3PVA - 2Na Alg د (b) 1 Gly، (c) 2 Gly، (d) 3 Gly، (e) 4 Gly، او (f) 5 Gly سره تعامل کوي.
د اصطلاح 1Na Alg- 3PVA - منځنۍ 1Na Alg اصلاح شوي جوړښتونه چې د (a) 1 Gly، (b) 2 Gly، (c) 3 Gly، (d) 4 Gly، (e) 5 Gly، او (f) 6 Gly سره تعامل کوي.
د الکترون بینډ ګیپ انرژي یو مهم پیرامیټر دی چې د هر الکترود موادو د تعامل په مطالعه کې باید په پام کې ونیول شي. ځکه چې دا د الکترونونو چلند بیانوي کله چې مواد بهرني بدلونونو سره مخ کیږي. له همدې امله، دا اړینه ده چې د ټولو مطالعه شویو جوړښتونو لپاره د HOMO/LUMO د الکترون بینډ ګیپ انرژي اټکل شي. جدول 2 د ګلیسیرول اضافه کولو له امله د 3PVA-(C10)2Na Alg او اصطلاح 1Na Alg - 3PVA- منځنۍ 1Na Alg د HOMO/LUMO انرژۍ کې بدلونونه ښیې. د ref47 له مخې، د 3PVA-(C10)2Na Alg د Eg ارزښت 0.2908 eV دی، پداسې حال کې چې د جوړښت د Eg ارزښت د دوهم تعامل احتمال منعکس کوي (یعنې، اصطلاح 1Na Alg - 3PVA- منځنۍ 1Na Alg) 0.5706 eV دی.
په هرصورت، دا وموندل شوه چې د ګلیسیرول اضافه کول د 3PVA-(C10)2Na Alg د Eg ارزښت کې یو څه بدلون راوست. کله چې 3PVA-(C10)2NaAlg د 1، 2، 3، 4 او 5 ګلیسیرول واحدونو سره تعامل وکړ، د هغې د Eg ارزښتونه په ترتیب سره 0.302، 0.299، 0.308، 0.289 او 0.281 eV شول. په هرصورت، یو ارزښتناکه بصیرت شتون لري چې د 3 ګلیسیرول واحدونو اضافه کولو وروسته، د Eg ارزښت د 3PVA-(C10)2Na Alg په پرتله کوچنی شو. هغه ماډل چې د 3PVA-(C10)2Na Alg د پنځو ګلیسیرول واحدونو سره د تعامل استازیتوب کوي ترټولو احتمالي تعامل ماډل دی. دا پدې مانا ده چې لکه څنګه چې د ګلیسیرول واحدونو شمیر زیاتیږي، د تعامل احتمال هم زیاتیږي.
په عین حال کې، د تعامل د دوهم احتمال لپاره، د ماډل مالیکولونو HOMO/LUMO انرژي چې د اصطلاح 1Na Alg − 3PVA –Mid 1Na Alg- 1Gly، اصطلاح 1Na Alg − 3PVA –Mid 1Na Alg- 2Gly، اصطلاح 1Na Alg − 3PVA –Mid 1Na Alg- 3Gly، اصطلاح 1Na Alg − 3PVA –Mid 1Na Alg- 4Gly، اصطلاح 1Na Alg − 3PVA –Mid 1Na Alg- 5Gly او اصطلاح 1Na Alg − 3PVA –Mid 1Na Alg- 6Gly استازیتوب کوي په ترتیب سره 1.343، 1.34 7، 0.976، 0.607، 0.348 او 0.496 eV کیږي. جدول 2 د ټولو جوړښتونو لپاره محاسبه شوي HOMO/LUMO بانډ تشې انرژي ښیې. سربېره پردې، د لومړۍ ډلې د متقابل عمل احتمالاتو ورته چلند دلته تکرار شوی.
په جامد حالت فزیک کې د بانډ تیوري وايي چې لکه څنګه چې د الکترود موادو د بانډ تشه کمیږي، د موادو بریښنایی چالکتیا زیاتیږي. ډوپینګ د سوډیم-آیون کیتوډ موادو د بانډ تشه کمولو لپاره یوه عامه طریقه ده. جیانګ او نورو د β-NaMnO2 پرتونو لرونکي موادو د بریښنایی چالکتیا ښه کولو لپاره Cu ډوپینګ کارولی. د DFT محاسبې په کارولو سره، دوی وموندله چې ډوپینګ د موادو د بانډ تشه له 0.7 eV څخه 0.3 eV ته راټیټه کړې. دا په ګوته کوي چې Cu ډوپینګ د β-NaMnO2 موادو بریښنایی چالکتیا ښه کوي.
MESP د مالیکولي چارج ویش او یو واحد مثبت چارج ترمنځ د تعامل انرژۍ په توګه تعریف شوی. MESP د کیمیاوي ملکیتونو او تعاملاتو د پوهیدو او تفسیر لپاره یوه اغیزمنه وسیله ګڼل کیږي. MESP د پولیمیریک موادو ترمنځ د تعاملاتو میکانیزمونو د پوهیدو لپاره کارول کیدی شي. MESP د مطالعې لاندې مرکب دننه د چارج ویش تشریح کوي. سربیره پردې، MESP د مطالعې لاندې موادو کې د فعالو ځایونو په اړه معلومات چمتو کوي 32. شکل ۳ د 3PVA-(C10) 2Na Alg، 3PVA-(C10) 2Na Alg - 1Gly، 3PVA-(C10) 2Na Alg - 2Gly، 3PVA-(C10) 2Na Alg - 3Gly، 3PVA-(C10) 2Na Alg - 3Gly، 3PVA-(C10) 2Na Alg - 4Gly، او 3PVA-(C10) 2Na Alg - 5Gly د تیوري په B3LYP/6-311G(d, p) کچه کې وړاندوینه شوي MESP پلاټونه ښیې.
د MESP شکلونه د B3LYP/6-311 g(d, p) سره محاسبه شوي د (a) Gly او 3PVA − 2Na Alg لپاره چې د (b) 1 Gly، (c) 2 Gly، (d) 3 Gly، (e) 4 Gly، او (f) 5 Gly سره تعامل کوي.
په عین حال کې، شکل ۴ د MESP محاسبه شوي پایلې ښیي چې د 1Na Alg-3PVA – Mid 1Na Alg، 1Na Alg-3PVA – Mid 1Na Alg-1Gly، 1Na Alg-3PVA – Mid 1Na Alg − 2Gly، 1Na Alg-3PVA – Mid 1Na Alg − 3gly، 1Na Alg-3PVA – Mid 1Na Alg − 4Gly، 1Na Alg-3PVA – Mid 1Na Alg-5gly او 1Na Alg-3PVA – Mid 1Na Alg − 6Gly لپاره دي. محاسبه شوي MESP د کانټور چلند په توګه ښودل کیږي. د کانټور کرښې د مختلفو رنګونو لخوا ښودل کیږي. هر رنګ د مختلف الکترونیکي منفي ارزښت استازیتوب کوي. سور رنګ د لوړ الکترونیکي یا غبرګوني سایټونو نښه کوي. په عین حال کې، ژیړ رنګ په جوړښت کې د 49، 50، 51 بې طرفه سایټونو استازیتوب کوي. د MESP پایلو ښودلې چې د 3PVA-(C10)2Na Alg تعامل د مطالعې شوي ماډلونو شاوخوا د سور رنګ زیاتوالي سره زیات شوی. په ورته وخت کې، د 1Na Alg-3PVA - منځنۍ 1Na Alg ماډل مالیکول د MESP نقشې کې د سور رنګ شدت د مختلف ګلیسیرول مینځپانګې سره د تعامل له امله کمیږي. د وړاندیز شوي جوړښت شاوخوا د سور رنګ ویش کې بدلون د عکس العمل منعکس کوي، پداسې حال کې چې د شدت زیاتوالی د ګلیسیرول مینځپانګې د زیاتوالي له امله د 3PVA-(C10)2Na Alg ماډل مالیکول د بریښنایی منفي والي زیاتوالی تاییدوي.
B3LYP/6-311 g(d, p) د 1Na Alg-3PVA-Mid 1Na Alg د MESP موده محاسبه کړې چې د (a) 1 Gly، (b) 2 Gly، (c) 3 Gly، (d) 4 Gly، (e) 5 Gly، او (f) 6 Gly سره تعامل کوي.
ټول وړاندیز شوي جوړښتونه خپل حرارتي پیرامیټرونه لري لکه انتالپي، انټروپي، د تودوخې ظرفیت، وړیا انرژي او د جوړښت تودوخه د 200 K څخه تر 500 K پورې په مختلفو تودوخې کې محاسبه کیږي. د فزیکي سیسټمونو چلند تشریح کولو لپاره، د دوی د بریښنایی چلند مطالعې سربیره، دا هم اړینه ده چې د دوی د تودوخې چلند د تودوخې د فعالیت په توګه د یو بل سره د دوی د تعامل له امله مطالعه شي، کوم چې په جدول 1 کې ورکړل شوي مساواتو په کارولو سره محاسبه کیدی شي. د دې حرارتي پیرامیټرو مطالعه په مختلفو تودوخې کې د داسې فزیکي سیسټمونو د غبرګون او ثبات یو مهم شاخص ګڼل کیږي.
د PVA ټریمر د انتالپي په اړه، دا لومړی د NaAlg ډایمر سره تعامل کوي، بیا د کاربن اتوم #10 سره تړلي OH ګروپ له لارې، او په پای کې د ګلیسیرول سره. انتالپي په ترموډینامیک سیسټم کې د انرژۍ اندازه ده. انتالپي په سیسټم کې د ټول تودوخې سره مساوي دی، کوم چې د سیسټم داخلي انرژۍ او د هغې د حجم او فشار د محصول سره مساوي دی. په بل عبارت، انتالپي ښیي چې څومره تودوخه او کار په یوه ماده کې اضافه کیږي یا له هغې څخه لرې کیږي 52.
شکل ۵ د 3PVA-(C10)2Na Alg د تعامل په جریان کې د انتالپي بدلونونه ښیي چې د ګلیسرول مختلف غلظتونه لري. لنډیزونه A0، A1، A2، A3، A4، او A5 د ماډل مالیکولونو استازیتوب کوي چې 3PVA-(C10)2Na Alg، 3PVA-(C10)2Na Alg − 1 Gly، 3PVA-(C10)2Na Alg − 2Gly، 3PVA-(C10)2Na Alg − 3Gly، 3PVA-(C10)2Na Alg − 4Gly، او 3PVA-(C10)2Na Alg − 5Gly، په ترتیب سره. شکل ۵a ښیي چې انتالپي د تودوخې او ګلیسرول مینځپانګې د زیاتوالي سره زیاتیږي. د هغه جوړښت انتالپي چې په ۲۰۰ کیلو واټ کې د ۳PVA-(C10)2NaAlg - ۵ ګلای (یعنې A5) استازیتوب کوي ۲۷.۹۶۶ کالوري/مول دی، پداسې حال کې چې د هغه جوړښت انتالپي چې په ۲۰۰ کیلو واټ کې د ۳PVA-۲NaAlg استازیتوب کوي ۱۳.۴۹۰ کالوري/مول دی. په پای کې، څرنګه چې انتالپي مثبته ده، دا تعامل انډوترمیک دی.
انټروپي په یوه تړلي ترموډینامیک سیسټم کې د نه شتون وړ انرژۍ د اندازې په توګه تعریف شوې او ډیری وختونه د سیسټم د ګډوډۍ د اندازې په توګه ګڼل کیږي. شکل 5b د تودوخې سره د 3PVA-(C10)2NaAlg د انټروپي بدلون ښیې او دا چې دا څنګه د مختلفو ګلیسیرول واحدونو سره تعامل کوي. ګراف ښیې چې انټروپي په خطي ډول بدلون مومي ځکه چې تودوخه له 200 K څخه 500 K ته لوړیږي. شکل 5b په روښانه ډول ښیې چې د 3PVA-(C10)2Na Alg ماډل انټروپي په 200 K کې 200 cal/K/mol ته تمایل لري ځکه چې د 3PVA-(C10)2Na Alg ماډل لږ جالی ګډوډي ښیې. لکه څنګه چې تودوخه لوړیږي، د 3PVA-(C10)2Na Alg ماډل ګډوډ کیږي او د تودوخې د زیاتوالي سره د انټروپي زیاتوالی تشریح کوي. سربېره پردې، دا څرګنده ده چې د 3PVA-C10 2Na Alg- 5 Gly جوړښت د انټروپي لوړ ارزښت لري.
ورته چلند په شکل 5c کې لیدل کیږي، کوم چې د تودوخې سره د تودوخې ظرفیت کې بدلون ښیې. د تودوخې ظرفیت د تودوخې هغه مقدار دی چې د یوې ټاکل شوې اندازې مادې د تودوخې د 1 °C47 لخوا بدلولو لپاره اړین دی. شکل 5c د ماډل مالیکول 3PVA-(C10)2NaAlg د تودوخې ظرفیت کې بدلونونه ښیې چې د 1، 2، 3، 4، او 5 ګلیسیرول واحدونو سره تعامل له امله دی. شکل ښیې چې د ماډل 3PVA-(C10)2NaAlg د تودوخې ظرفیت د تودوخې سره په خطي ډول لوړیږي. د تودوخې د زیاتوالي سره د تودوخې ظرفیت کې لیدل شوی زیاتوالی د فونون حرارتي وایبریشنونو ته منسوب دی. سربیره پردې، داسې شواهد شتون لري چې د ګلیسیرول مینځپانګې زیاتوالی د ماډل 3PVA-(C10)2NaAlg د تودوخې ظرفیت زیاتوالي لامل کیږي. سربیره پردې، جوړښت ښیې چې 3PVA-(C10)2NaAlg−5Gly د نورو جوړښتونو په پرتله د تودوخې ظرفیت لوړ ارزښت لري.
د مطالعې شویو جوړښتونو لپاره نور پیرامیټرونه لکه وړیا انرژي او د جوړښت وروستۍ تودوخه محاسبه شوي او په ترتیب سره په شکل 5d او e کې ښودل شوي. د جوړښت وروستۍ تودوخه هغه تودوخه ده چې د دوامداره فشار لاندې د هغې د اجزاو عناصرو څخه د خالص مادې د جوړولو پرمهال خوشې کیږي یا جذب کیږي. وړیا انرژي د انرژۍ سره ورته ملکیت په توګه تعریف کیدی شي، د بیلګې په توګه، د هغې ارزښت د هر ترموډینامیک حالت کې د موادو مقدار پورې اړه لري. د 3PVA-(C10)2NaAlg−5Gly د جوړولو وړیا انرژي او تودوخه ترټولو ټیټه وه او په ترتیب سره -1318.338 او -1628.154 kcal/mol وه. برعکس، هغه جوړښت چې د 3PVA-(C10)2NaAlg استازیتوب کوي د نورو جوړښتونو په پرتله په ترتیب سره د -690.340 او -830.673 kcal/mol ترټولو لوړ وړیا انرژي او د جوړښت تودوخه ارزښتونه لري. لکه څنګه چې په شکل 5 کې ښودل شوي، مختلف حرارتي ملکیتونه د ګلیسیرول سره د تعامل له امله بدل شوي. د ګیبز وړیا انرژي منفي ده، چې دا په ګوته کوي چې وړاندیز شوی جوړښت مستحکم دی.
PM6 د خالص 3PVA- (C10) 2Na Alg (ماډل A0)، 3PVA- (C10) 2Na Alg − 1 Gly (ماډل A1)، 3PVA- (C10) 2Na Alg − 2 Gly (ماډل A2)، 3PVA- (C10) 2Na Alg − 3 Gly (ماډل A3)، 3PVA- (C10) 2Na Alg − 4 Gly (ماډل A4)، او 3PVA- (C10) 2Na Alg − 5 Gly (ماډل A5) حرارتي پیرامیټرونه محاسبه کړل، چیرې چې (a) انتالپي، (b) انټروپي، (c) د تودوخې ظرفیت، (d) وړیا انرژي، او (e) د جوړښت تودوخه ده.
له بلې خوا، د PVA ټریمر او ډیمریک NaAlg ترمنځ د تعامل دوهم حالت د PVA ټریمر جوړښت کې په ټرمینل او منځني OH ګروپونو کې واقع کیږي. لکه څنګه چې په لومړۍ ډله کې، د تودوخې پیرامیټرونه د ورته کچې تیوري په کارولو سره محاسبه شوي. شکل 6a-e د انتالپي، انټروپي، د تودوخې ظرفیت، وړیا انرژۍ او په نهایت کې، د جوړښت تودوخې توپیرونه ښیې. شکل 6a-c ښیې چې د ټرمینل 1 NaAlg-3PVA-Mid 1 NaAlg انتالپي، انټروپي او د تودوخې ظرفیت د 1، 2، 3، 4، 5 او 6 ګلیسیرول واحدونو سره د تعامل په وخت کې د لومړي ګروپ په څیر ورته چلند ښیې. سربیره پردې، د دوی ارزښتونه په تدریجي ډول د تودوخې د زیاتوالي سره لوړیږي. سربیره پردې، د وړاندیز شوي ټرمینل 1 Na Alg - 3PVA-Mid 1 Na Alg ماډل کې، د انتالپي، انټروپي او د تودوخې ظرفیت ارزښتونه د ګلیسیرول مینځپانګې زیاتوالي سره زیات شوي. لنډیزونه B0، B1، B2، B3، B4، B5 او B6 په ترتیب سره لاندې جوړښتونه استازیتوب کوي: اصطلاح 1 Na Alg − 3PVA- منځنی 1 Na Alg، اصطلاح 1 Na Alg- 3PVA- منځنی 1 Na Alg − 1 Gly، اصطلاح 1 Na Alg- 3PVA- منځنی 1 Na Alg − 2gly، اصطلاح 1 Na Alg- 3PVA- منځنی 1 Na Alg − 3gly، اصطلاح 1 Na Alg- 3PVA- منځنی 1 Na Alg − 4 Gly، اصطلاح 1 Na Alg- 3PVA- منځنی 1 Na Alg − 5 Gly او اصطلاح 1 Na Alg- 3PVA- منځنی 1 Na Alg − 6 Gly. لکه څنګه چې په شکل 6a–c کې ښودل شوي، دا څرګنده ده چې د انتالپي، انټروپي او تودوخې ظرفیت ارزښتونه د ګلیسیرول واحدونو شمیر له 1 څخه 6 ته لوړیږي.
PM6 د خالص اصطلاح 1 Na Alg- 3PVA- منځنی 1 Na Alg (ماډل B0)، اصطلاح 1 Na Alg- 3PVA- منځنی 1 Na Alg - 1 Gly (ماډل B1)، اصطلاح 1 Na Alg- 3PVA- منځنی 1 Na Alg - 2 Gly (ماډل B2)، اصطلاح 1 Na Alg- 3PVA- منځنی 1 Na Alg - 3 Gly (ماډل B3)، اصطلاح 1 Na Alg- 3PVA- منځنی 1 Na Alg - 4 Gly (ماډل B4)، اصطلاح 1 Na Alg- 3PVA- منځنی 1 Na Alg - 5 Gly (ماډل B5)، او اصطلاح 1 Na Alg- 3PVA- منځنی 1 Na Alg - 6 Gly (ماډل B6) حرارتي پیرامیټرونه محاسبه کړل، پشمول د (a) انتالپي، (b) انټروپي، (c) د تودوخې ظرفیت، (d) وړیا انرژي، او (e) د جوړښت تودوخه.
برسېره پردې، هغه جوړښت چې د ټرم 1 Na Alg- 3PVA- Mid 1 Na Alg- 6 Gly استازیتوب کوي د نورو جوړښتونو په پرتله د انتالپي، انټروپي او تودوخې ظرفیت لوړ ارزښتونه لري. د دوی په منځ کې، د دوی ارزښتونه په ترتیب سره د ټرم 1 Na Alg - 3PVA- Mid 1 Na Alg کې له 16.703 cal/mol، 257.990 cal/mol/K او 131.323 kcal/mol څخه په ټرم 1 Na Alg - 3PVA- Mid 1 Na Alg - 6 Gly کې 33.223 cal/mol، 420.038 cal/mol/K او 275.923 kcal/mol ته لوړ شوي دي.
په هرصورت، شکلونه 6d او e د آزادې انرژۍ او د جوړښت وروستۍ تودوخې (HF) د تودوخې انحصار ښیي. HF د انتالپي بدلون په توګه تعریف کیدی شي چې هغه وخت رامینځته کیږي کله چې د یوې مادې یو مول د طبیعي او معیاري شرایطو لاندې د هغې عناصرو څخه جوړ شي. دا د شکل څخه څرګندیږي چې د ټولو مطالعه شوي جوړښتونو آزاده انرژي او د جوړښت وروستۍ تودوخه د تودوخې په اړه خطي انحصار ښیې، د بیلګې په توګه، دوی په تدریجي ډول او په خطي ډول د تودوخې د زیاتوالي سره زیاتیږي. سربیره پردې، شکل دا هم تایید کړه چې هغه جوړښت چې د ټرم 1 Na Alg − 3PVA- Mid 1 Na Alg − 6 Gly استازیتوب کوي ترټولو ټیټه وړیا انرژي او ترټولو ټیټه HF لري. دواړه پیرامیټرونه د 1 Na Alg − 3PVA- Mid 1 Na Alg − 6 Gly په اصطلاح کې -758.337 څخه -899.741 K cal/mol ته -1,476.591 او -1,828.523 K cal/mol ته راټیټ شوي. د پایلو څخه دا څرګنده ده چې HF د ګلیسیرول واحدونو د زیاتوالي سره کمیږي. دا پدې مانا ده چې د فعالو ډلو د زیاتوالي له امله، تعامل هم زیاتیږي او له همدې امله د تعامل ترسره کولو لپاره لږ انرژي ته اړتیا ده. دا تاییدوي چې پلاستیک شوی PVA/NaAlg د لوړ تعامل له امله په بیټرۍ کې کارول کیدی شي.
په عمومي توګه، د تودوخې اغیزې په دوه ډوله ویشل شوي دي: د ټیټې تودوخې اغیزې او د لوړې تودوخې اغیزې. د ټیټې تودوخې اغیزې په عمده توګه په هغو هیوادونو کې احساس کیږي چې په لوړو عرض البلدونو کې موقعیت لري، لکه ګرینلینډ، کاناډا، او روسیه. په ژمي کې، په دې ځایونو کې د بهر هوا تودوخه د صفر درجې سانتي ګراد څخه ډیره ښکته وي. د لیتیم آئن بیټریو عمر او فعالیت د ټیټې تودوخې لخوا اغیزمن کیدی شي، په ځانګړي توګه هغه چې په پلګ ان هایبرډ بریښنایی موټرو، خالص بریښنایی موټرو، او هایبرډ بریښنایی موټرو کې کارول کیږي. فضا سفر یو بل سړه چاپیریال دی چې د لیتیم آئن بیټریو ته اړتیا لري. د مثال په توګه، په مریخ کې تودوخه کولی شي -120 درجې سانتي ګراد ته راټیټ شي، کوم چې په فضايي بیټریو کې د لیتیم آئن بیټریو کارولو لپاره یو مهم خنډ رامینځته کوي. د عملیاتي تودوخې ټیټوالی کولی شي د چارج لیږد نرخ او د لیتیم آئن بیټریو کیمیاوي تعامل فعالیت کې کمښت لامل شي، چې په پایله کې د الکترود دننه د لیتیم آئنونو د خپریدو کچه او په الکترولیت کې د آیونیک چالکتیا کمیږي. دا تخریب د انرژۍ ظرفیت او بریښنا کمولو، او ځینې وختونه حتی د فعالیت کمولو لامل کیږي53.
د لوړې تودوخې اغیزې د غوښتنلیک چاپیریالونو په پراخه لړۍ کې واقع کیږي، په شمول د لوړ او ټیټ تودوخې چاپیریالونو، پداسې حال کې چې د ټیټ تودوخې اغیزې په عمده توګه د ټیټ تودوخې غوښتنلیک چاپیریالونو پورې محدودې دي. د ټیټ تودوخې اغیزې په عمده توګه د محیطي تودوخې لخوا ټاکل کیږي، پداسې حال کې چې د لوړې تودوخې اغیزې معمولا د عملیاتو پرمهال د لیتیم آئن بیټرۍ دننه لوړې تودوخې ته په ډیر دقیق ډول منسوب کیږي.
د لیتیم آیون بیټرۍ د لوړ جریان شرایطو لاندې تودوخه تولیدوي (د ګړندي چارج کولو او ګړندي خارجیدو په شمول)، کوم چې د داخلي تودوخې د لوړیدو لامل کیږي. د لوړې تودوخې سره مخ کیدل هم کولی شي د بیټرۍ فعالیت خرابیدو لامل شي، پشمول د ظرفیت او بریښنا له لاسه ورکول. معمولا، د لیتیم ضایع کول او په لوړه تودوخه کې د فعالو موادو بیرته راګرځیدل د ظرفیت له لاسه ورکولو لامل کیږي، او د بریښنا ضایع د داخلي مقاومت د زیاتوالي له امله وي. که چیرې تودوخه له کنټرول څخه بهر شي، تودوخه تیښته رامینځته کیږي، کوم چې په ځینو مواردو کې کولی شي په ناڅاپي ډول احتراق یا حتی چاودنې لامل شي.
د QSAR محاسبې د محاسبې یا ریاضيکي ماډلینګ یوه طریقه ده چې د مرکباتو د بیولوژیکي فعالیت او ساختماني ملکیتونو ترمنځ اړیکو پیژندلو لپاره کارول کیږي. ټول ډیزاین شوي مالیکولونه غوره شوي او ځینې QSAR ملکیتونه د PM6 په کچه محاسبه شوي. جدول 3 د محاسبې شوي QSAR توضیح کونکو ځینې لیست کوي. د دې توضیح کونکو مثالونه چارج، TDM، ټول انرژي (E)، د ایونیزیشن پوټینشن (IP)، Log P، او قطبي وړتیا دي (د IP او Log P ټاکلو فورمولونو لپاره جدول 1 وګورئ).
د محاسبې پایلې ښیي چې د ټولو مطالعه شویو جوړښتونو ټول چارج صفر دی ځکه چې دوی په ځمکه کې دي. د لومړي تعامل احتمال لپاره، د ګلیسیرول TDM د 3PVA-(C10) 2Na Alg لپاره 2.788 Debye او 6.840 Debye وو، پداسې حال کې چې د TDM ارزښتونه 17.990 Debye، 8.848 Debye، 5.874 Debye، 7.568 Debye او 12.779 Debye ته لوړ شول کله چې 3PVA-(C10) 2Na Alg په ترتیب سره د ګلیسیرول 1، 2، 3، 4 او 5 واحدونو سره تعامل وکړ. د TDM ارزښت څومره لوړ وي، د چاپیریال سره یې تعامل لوړ وي.
ټوله انرژي (E) هم محاسبه شوه، او د ګلیسیرول او 3PVA-(C10)2 NaAlg د E ارزښتونه په ترتیب سره -141.833 eV او -200092.503 eV وموندل شول. په ورته وخت کې، هغه جوړښتونه چې د 3PVA-(C10)2 NaAlg استازیتوب کوي د 1، 2، 3، 4 او 5 ګلیسیرول واحدونو سره تعامل کوي؛ E په ترتیب سره -996.837، -1108.440، -1238.740، -1372.075 او -1548.031 eV کیږي. د ګلیسیرول مینځپانګې زیاتوالی د ټول انرژۍ کمښت لامل کیږي او له همدې امله د تعامل زیاتوالی. د ټول انرژۍ محاسبې پراساس، دا پایله وشوه چې د ماډل مالیکول، کوم چې 3PVA-2Na Alg-5 Gly دی، د نورو ماډل مالیکولونو په پرتله ډیر تعامل لري. دا پدیده د دوی جوړښت سره تړاو لري. 3PVA-(C10)2NaAlg یوازې دوه -COONa ګروپونه لري، پداسې حال کې چې نور جوړښتونه دوه -COONa ګروپونه لري مګر څو OH ګروپونه لري، پدې معنی چې د چاپیریال په وړاندې د دوی غبرګون زیات شوی.
برسېره پردې، په دې څیړنه کې د ټولو جوړښتونو د ایونیزیشن انرژي (IE) په پام کې نیول شوې ده. د ایونیزیشن انرژي د مطالعې شوي ماډل د تعامل اندازه کولو لپاره یو مهم پیرامیټر دی. هغه انرژي چې د مالیکول له یوې نقطې څخه انفینیت ته د الکترون د حرکت لپاره اړین وي د ایونیزیشن انرژي بلل کیږي. دا د مالیکول د ایونیزیشن (یعنې تعامل) درجې استازیتوب کوي. د ایونیزیشن انرژي څومره لوړه وي، هغومره تعامل ټیټ وي. د 3PVA-(C10)2NaAlg د IE پایلې چې د 1، 2، 3، 4 او 5 ګلیسیرول واحدونو سره تعامل کوي په ترتیب سره -9.256، -9.393، -9.393، -9.248 او -9.323 eV وې، پداسې حال کې چې د ګلیسیرول او 3PVA-(C10)2NaAlg IEs په ترتیب سره -5.157 او -9.341 eV وې. څرنګه چې د ګلیسیرول اضافه کولو سره د IP ارزښت کم شو، د مالیکولي تعامل زیات شو، کوم چې په الکترو کیمیکل وسیلو کې د PVA/NaAlg/ګلیسیرول ماډل مالیکول تطبیق زیاتوي.
په جدول ۳ کې پنځم تشریح کوونکی Log P دی، کوم چې د ویش ضریب لوګاریتم دی او د دې تشریح کولو لپاره کارول کیږي چې ایا هغه جوړښت چې مطالعه کیږي هایدروفیلیک دی یا هایدروفوبیک. د Log P منفي ارزښت د هایدروفیلیک مالیکول په ګوته کوي، پدې معنی چې دا په اوبو کې په اسانۍ سره حل کیږي او په عضوي محلولونو کې په کمزوري ډول حل کیږي. مثبت ارزښت د مخالف پروسې نښه کوي.
د ترلاسه شویو پایلو پر بنسټ، دا نتیجه اخیستل کیدی شي چې ټول جوړښتونه هایدروفیلیک دي، ځکه چې د دوی د Log P ارزښتونه (3PVA-(C10)2Na Alg − 1Gly, 3PVA-(C10)2Na Alg − 2Gly, 3PVA-(C10)2Na Alg − 3Gly, 3PVA-(C10)2Na Alg − 4Gly او 3PVA-(C10)2Na Alg − 5Gly) په ترتیب سره -3.537، -5.261، -6.342، -7.423 او -8.504 دي، پداسې حال کې چې د ګلیسیرول د Log P ارزښت یوازې -1.081 او 3PVA-(C10)2Na Alg یوازې -3.100 دی. دا پدې مانا ده چې د مطالعې لاندې جوړښت ځانګړتیاوې به بدلون ومومي ځکه چې د اوبو مالیکولونه د هغې په جوړښت کې شامل شوي.
په پای کې، د ټولو جوړښتونو قطبي کولو وړتیاوې هم د نیمه تجربوي میتود په کارولو سره د PM6 په کچه محاسبه کیږي. مخکې یادونه وشوه چې د ډیری موادو قطبي کولو وړتیا په مختلفو فکتورونو پورې اړه لري. ترټولو مهم فکتور د مطالعې لاندې جوړښت حجم دی. د ټولو جوړښتونو لپاره چې د 3PVA او 2NaAlg ترمنځ د لومړي ډول تعامل سره تړاو لري (متقابل عمل د کاربن اتوم نمبر 10 له لارې رامینځته کیږي)، قطبي کولو وړتیا د ګلیسیرول اضافه کولو سره ښه کیږي. د قطبي کولو وړتیا د 1، 2، 3، 4 او 5 ګلیسیرول واحدونو سره د تعامل له امله له 29.690 Å څخه 35.076، 40.665، 45.177، 50.239 او 54.638 Å ته لوړیږي. په دې توګه، دا وموندل شوه چې د ماډل مالیکول چې تر ټولو لوړ قطبي وړتیا لري 3PVA-(C10)2NaAlg−5Gly دی، پداسې حال کې چې د ماډل مالیکول چې تر ټولو ټیټ قطبي وړتیا لري 3PVA-(C10)2NaAlg دی، کوم چې 29.690 Å دی.
د QSAR تشریح کونکو ارزونې څرګنده کړه چې هغه جوړښت چې د 3PVA-(C10)2NaAlg −5Gly استازیتوب کوي د لومړي وړاندیز شوي تعامل لپاره ترټولو فعال دی.
د PVA ټریمر او NaAlg ډایمر ترمنځ د دوهم تعامل حالت لپاره، پایلې ښیي چې د دوی چارجونه د لومړي تعامل لپاره په تیرو برخو کې وړاندیز شوي ورته دي. ټول جوړښتونه صفر بریښنایی چارج لري، پدې معنی چې دوی ټول د ځمکې په حالت کې دي.
لکه څنګه چې په جدول 4 کې ښودل شوي، د ټرم 1 Na Alg − 3PVA-Mid 1 Na Alg د TDM ارزښتونه (د PM6 په کچه محاسبه شوي) د 11.581 Debye څخه 15.756، 19.720، 21.756، 22.732، 15.507، او 15.756 ته لوړ شول کله چې ټرم 1 Na Alg − 3PVA-Mid 1 Na Alg د 1، 2، 3، 4، 5، او 6 واحدونو ګلیسیرول سره غبرګون وښود. په هرصورت، د ګلیسیرول واحدونو د شمیر زیاتوالي سره ټوله انرژي کمیږي، او کله چې اصطلاح 1 Na Alg − 3PVA- منځنۍ 1 Na Alg د ګلیسیرول واحدونو یو ټاکلي شمیر سره تعامل کوي (له 1 څخه تر 6 پورې)، ټوله انرژي په ترتیب سره − 996.985، − 1129.013، − 1267.211، − 1321.775، − 1418.964، او − 1637.432 eV ده.
د دوهم تعامل احتمال لپاره، IP، Log P او قطبي کیدنه هم د PM6 تیوري په کچه محاسبه کیږي. له همدې امله، دوی د مالیکولي تعامل درې خورا پیاوړي تشریح کونکي په پام کې ونیول. د هغو جوړښتونو لپاره چې د پای 1 Na Alg-3PVA-Mid 1 Na Alg استازیتوب کوي چې د 1، 2، 3، 4، 5 او 6 ګلیسیرول واحدونو سره تعامل کوي، IP د −9.385 eV څخه −8.946، −8.848، −8.430، −9.537، −7.997 او −8.900 eV ته لوړیږي. په هرصورت، د محاسبه شوي Log P ارزښت د ګلیسیرول سره د پای 1 Na Alg-3PVA-Mid 1 Na Alg د پلاستیک کولو له امله ټیټ و. لکه څنګه چې د ګلیسیرول محتوا له ۱ څخه ۶ ته لوړیږي، د هغې ارزښتونه د -۳.۶۴۳ پر ځای -۵.۳۳۴، -۶.۴۱۵، -۷.۴۹۶، -۹.۰۹۶، -۹.۸۶۱ او -۱۰.۵۳ کیږي. په پای کې، د قطبي کولو معلوماتو ښودلې چې د ګلیسیرول محتوا زیاتول د اصطلاح ۱ نا الګ- ۳PVA- منځنی ۱ نا الګ د قطبي کولو وړتیا د زیاتوالي لامل شوی. د ماډل مالیکول اصطلاح ۱ نا الګ- ۳PVA- منځنی ۱ نا الګ د قطبي کولو وړتیا د ۶ ګلیسیرول واحدونو سره د تعامل وروسته له ۳۱.۷۰۳ Å څخه ۶۳.۱۹۸ Å ته لوړه شوه. دا مهمه ده چې په یاد ولرئ چې د دوهم تعامل احتمال کې د ګلیسیرول واحدونو شمیر زیاتول د دې تصدیق کولو لپاره ترسره کیږي چې د اتومونو لوی شمیر او پیچلي جوړښت سره سره، فعالیت لاهم د ګلیسیرول محتوا د زیاتوالي سره ښه کیږي. په دې توګه، دا ویل کیدی شي چې موجوده PVA/Na Alg/ګلیسرین ماډل کولی شي په جزوي ډول د لیتیم آئن بیټرۍ ځای ونیسي، مګر لا زیاتو څیړنو او پراختیا ته اړتیا ده.
د یوې سطحې د تړلو ظرفیت د جذبونکي سره مشخص کول او د سیسټمونو ترمنځ د ځانګړو تعاملاتو ارزونه د هر دوه اتومونو ترمنځ د موجوده بانډ ډول، د انټرمالیکولر او انټرمالیکولر تعاملاتو پیچلتیا، او د سطحې او جذبونکي د الکترون کثافت ویش په اړه پوهه ته اړتیا لري. د متقابل اتومونو ترمنځ د بانډ مهم نقطه (BCP) کې د الکترون کثافت د QTAIM تحلیل کې د بانډ ځواک ارزولو لپاره خورا مهم دی. د الکترون چارج کثافت څومره لوړ وي، د کوولینټ تعامل ډیر مستحکم وي او په عمومي توګه، په دې مهم نقطو کې د الکترون کثافت لوړ وي. سربیره پردې، که چیرې د الکترون ټول انرژي کثافت (H(r)) او د لاپلاس چارج کثافت (∇2ρ(r)) دواړه له 0 څخه کم وي، دا د کوولینټ (عمومي) تعاملاتو شتون په ګوته کوي. له بلې خوا، کله چې ∇2ρ(r) او H(r) له 0.54 څخه ډیر وي، دا د غیر کوولینټ (تړل شوي شیل) تعاملاتو شتون په ګوته کوي لکه ضعیف هایدروجن بانډونه، د وان ډیر والز ځواکونه او الکترو سټیټیک تعاملات. د QTAIM تحلیل په مطالعه شویو جوړښتونو کې د غیر همغږه تعاملاتو ماهیت څرګند کړ لکه څنګه چې په شکل 7 او 8 کې ښودل شوي. د تحلیل پر بنسټ، د 3PVA − 2Na Alg او Term 1 Na Alg − 3PVA – Mid 1 Na Alg استازیتوب کونکي ماډل مالیکولونه د مختلفو ګلایسین واحدونو سره د تعامل کونکو مالیکولونو په پرتله لوړ ثبات ښودلی. دا ځکه چې یو شمیر غیر همغږه تعاملات چې په الجینیټ جوړښت کې ډیر عام دي لکه الکتروسټاتیک تعاملات او هایدروجن بانډونه الجینیټ ته وړتیا ورکوي چې مرکبات ثبات کړي. سربیره پردې، زموږ پایلې د 3PVA − 2Na Alg او Term 1 Na Alg − 3PVA – Mid 1 Na Alg ماډل مالیکولونو او ګلایسین ترمنځ د غیر همغږه تعاملاتو اهمیت ښیې، دا په ګوته کوي چې ګلایسین د مرکباتو ټول بریښنایی چاپیریال بدلولو کې مهم رول لوبوي.
د ماډل مالیکول 3PVA − 2NaAlg د QTAIM تحلیل چې د (a) 0 Gly، (b) 1 Gly، (c) 2 Gly، (d) 3 Gly، (e) 4 Gly، او (f) 5Gly سره تعامل کوي.