nature.com غا كىرگىنىڭىزگە رەھمەت. سىز ئىشلىتىۋاتقان تور كۆرگۈچنىڭ نەشرىدە CSS قوللاش دائىرىسى چەكلىك. ئەڭ ياخشى تەجرىبە ئۈچۈن، ئەڭ يېڭى تور كۆرگۈچ نەشرىنى ئىشلىتىشىڭىزنى (ياكى Internet Explorer دا ماسلىشىشچانلىق ھالىتىنى ئېتىۋېتىشىڭىزنى) تەۋسىيە قىلىمىز. بۇنىڭدىن باشقا، داۋاملىق قوللاشنى كاپالەتلەندۈرۈش ئۈچۈن، بۇ تور بېكەتتە ئۇسلۇبلار ياكى JavaScript بولمايدۇ.
مول ناترىي بايلىقى سەۋەبىدىن، ناترىي ئىئون باتارېيەسى (NIB) ئېلېكتروخىمىيىلىك ئېنېرگىيە ساقلاشنىڭ ئۈمىدۋار ئالماشتۇرۇش چارىسى. ھازىر، NIB تېخنىكىسىنىڭ تەرەققىياتىدىكى ئاساسلىق توسالغۇ ناترىي ئىئونلىرىنى ئۇزۇن مۇددەت ساقلاپ/قويۇۋېتەلەيدىغان ئېلېكترود ماتېرىياللىرىنىڭ كەمچىل بولۇشىدۇر. شۇڭا، بۇ تەتقىقاتنىڭ مەقسىتى NIB ئېلېكترود ماتېرىيالى سۈپىتىدە پولىۋىنىل ئىسپىرتى (PVA) ۋە ناترىي ئالگىنات (NaAlg) ئارىلاشمىلىرىغا گلىتسېرىن قوشۇشنىڭ تەسىرىنى نەزەرىيە جەھەتتىن تەكشۈرۈشتىن ئىبارەت. بۇ تەتقىقات PVA، ناترىي ئالگىنات ۋە گلىتسېرىن ئارىلاشمىلىرىغا ئاساسلانغان پولىمېر ئېلېكترولىتلارنىڭ ئېلېكترونلۇق، ئىسسىقلىق ۋە مىقدارلىق قۇرۇلما-ئاكتىپلىق مۇناسىۋىتى (QSAR) چۈشەندۈرۈشلىرىگە مەركەزلەشكەن. بۇ خۇسۇسىيەتلەر يېرىم ئەمەلىي ئۇسۇللار ۋە زىچلىق فۇنكسىيە نەزەرىيىسى (DFT) ئارقىلىق تەكشۈرۈلىدۇ. قۇرۇلما ئانالىزى PVA/ئالگىنات بىلەن گلىتسېرىن ئوتتۇرىسىدىكى ئۆز-ئارا تەسىرنىڭ تەپسىلاتلىرىنى ئاشكارىلىغانلىقتىن، بەلۋاغ بوشلۇقى ئېنېرگىيەسى (Eg) تەكشۈرۈلدى. نەتىجىلەر شۇنى كۆرسىتىپ بېرىدۇكى، گلىتسېرىن قوشۇش Eg قىممىتىنى 0.2814 eV غا تۆۋەنلىتىدۇ. مولېكۇلا ئېلېكتروستاتىك پوتېنسىئال يۈزى (MESP) پۈتۈن ئېلېكترولىت سىستېمىسىدىكى ئېلېكترونغا باي ۋە ئېلېكترونغا كەم رايونلار ۋە مولېكۇلا زەرەتلىرىنىڭ تارقىلىشىنى كۆرسىتىدۇ. تەتقىق قىلىنغان ئىسسىقلىق پارامېتىرلىرى ئېنتالپىيە (H)، ئېنتروپىيە (ΔS)، ئىسسىقلىق سىغىمى (Cp)، گىببس ئەركىن ئېنېرگىيەسى (G) ۋە شەكىللىنىش ئىسسىقلىقىنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. بۇنىڭدىن باشقا، بۇ تەتقىقاتتا ئومۇمىي دىپول مومېنتى (TDM)، ئومۇمىي ئېنېرگىيە (E)، ئىئونلىشىش پوتېنسىيالى (IP)، Log P ۋە قۇتۇپلىشىشچانلىق قاتارلىق بىر قانچە مىقدار قۇرۇلمىسى-ئاكتىپلىق مۇناسىۋىتى (QSAR) چۈشەندۈرگۈچلىرى تەكشۈرۈلدى. نەتىجىلەر شۇنى كۆرسەتتىكى، H، ΔS، Cp، G ۋە TDM تېمپېراتۇرا ۋە گلىتسېرىن مىقدارىنىڭ ئېشىشىغا ئەگىشىپ ئاشتى. شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا، شەكىللىنىش ئىسسىقلىقى، IP ۋە E تۆۋەنلىدى، بۇ رېئاكتىپلىق ۋە قۇتۇپلىشىشچانلىقنى ياخشىلىدى. بۇنىڭدىن باشقا، گلىتسېرىن قوشۇش ئارقىلىق، باتارېيە توك بېسىمى 2.488 V غا يەتتى. ئەرزان باھالىق PVA/Na Alg گلىتسېرىن ئاساسلىق ئېلېكترولىتلارغا ئاساسلانغان DFT ۋە PM6 ھېسابلاشلىرى ئۇلارنىڭ كۆپ ئىقتىدارلىقلىقى سەۋەبىدىن لىتىي ئىئون باتارېيەسىنىڭ ئورنىنى قىسمەن ئالالايدىغانلىقىنى، ئەمما تېخىمۇ ياخشىلاش ۋە تەتقىقات ئېلىپ بېرىشقا ئېھتىياجلىق ئىكەنلىكىنى كۆرسەتتى.
لىتىي ئىئون باتارېيەلىرى (LIB) كەڭ كۆلەمدە ئىشلىتىلسىمۇ، ئۇلارنىڭ قىسقا مۇددەتلىك ئىشلىتىش ۋاقتى، يۇقىرى باھاسى ۋە بىخەتەرلىك مەسىلىلىرى سەۋەبىدىن نۇرغۇن چەكلىمىلەرگە دۇچ كېلىدۇ. ناترىي ئىئون باتارېيەلىرى (SIB) كەڭ كۆلەمدە ئىشلىتىلىشى، تۆۋەن باھاسى ۋە ناترىي ئېلېمېنتىنىڭ زەھەرلىك ئەمەسلىكى سەۋەبىدىن LIB نىڭ ئورنىنى ئالىدىغان بىر خىل ئۇسۇلغا ئايلىنىشى مۇمكىن. ناترىي ئىئون باتارېيەلىرى (SIB) ئېلېكتروخىمىيەلىك ئۈسكۈنىلەر ئۈچۈن بارغانسېرى مۇھىم ئېنېرگىيە ساقلاش سىستېمىسىغا ئايلىنىۋاتىدۇ1. ناترىي ئىئون باتارېيەلىرى ئىئون توشۇشنى ئاسانلاشتۇرۇش ۋە ئېلېكتر توكى ھاسىل قىلىش ئۈچۈن ئېلېكترولىتقا تايىنىدۇ2،3. سۇيۇق ئېلېكترولىتلار ئاساسلىقى مېتال تۇزلىرى ۋە ئورگانىك ئېرىتكۈچىلەردىن تەركىب تاپقان. ئەمەلىي قوللىنىشلار، بولۇپمۇ باتارېيە ئىسسىقلىق ياكى ئېلېكتر بېسىمىغا ئۇچرىغاندا، سۇيۇق ئېلېكترولىتلارنىڭ بىخەتەرلىكىنى ئەستايىدىل ئويلىشىشنى تەلەپ قىلىدۇ4.
ناترىي ئىئون باتارېيەلىرى (SIBs) نىڭ مول دېڭىز زاپىسى، زەھەرلىك ئەمەسلىكى ۋە تۆۋەن ماتېرىيال تەننەرخى سەۋەبىدىن يېقىن كەلگۈسىدە لىتىي ئىئون باتارېيەلىرىنىڭ ئورنىنى ئېلىشى مۆلچەرلەنمەكتە. نانوماتېرىياللارنىڭ سىنتېزى سانلىق مەلۇمات ساقلاش، ئېلېكترونلۇق ۋە ئوپتىكىلىق ئۈسكۈنىلەرنىڭ تەرەققىياتىنى تېزلەشتۈردى. نۇرغۇن ئەدەبىياتلار ناترىي ئىئون باتارېيەلىرىدە ھەر خىل نانو قۇرۇلمىلارنىڭ (مەسىلەن، مېتال ئوكسىدلىرى، گرافېن، نانو تۇرۇبا ۋە فۇللېرېنلار) قوللىنىلىشىنى كۆرسىتىپ بەردى. تەتقىقاتلار ناترىي ئىئون باتارېيەلىرىنىڭ كۆپ ئىقتىدارلىق ۋە مۇھىتقا ماس كېلىشى سەۋەبىدىن، پولىمېرلارنى ئۆز ئىچىگە ئالغان ئانود ماتېرىياللىرىنى تەرەققىي قىلدۇرۇشقا مەركەزلەشتى. قايتا قۇۋۋەتلىنىدىغان پولىمېر باتارېيە ساھەسىدىكى تەتقىقات قىزىقىشى شۈبھىسىزكى ئاشىدۇ. ئۆزگىچە قۇرۇلما ۋە خۇسۇسىيەتكە ئىگە يېڭى پولىمېر ئېلېكترود ماتېرىياللىرى مۇھىت ئاسرايدىغان ئېنېرگىيە ساقلاش تېخنىكىلىرىنىڭ يولىنى ئېچىشى مۇمكىن. ناترىي ئىئون باتارېيەلىرىدە ئىشلىتىلىدىغان ھەر خىل پولىمېر ئېلېكترود ماتېرىياللىرى تەتقىق قىلىنغان بولسىمۇ، بۇ ساھە يەنىلا تەرەققىياتنىڭ دەسلەپكى باسقۇچىدا تۇرماقتا. ناترىي ئىئون باتارېيەلىرى ئۈچۈن، ھەر خىل قۇرۇلمىلىق سەپلىمىلەرگە ئىگە تېخىمۇ كۆپ پولىمېر ماتېرىياللارنى تەتقىق قىلىش كېرەك. پولىمېر ئېلېكترود ماتېرىياللىرىدىكى ناترىي ئىئونلىرىنىڭ ساقلىنىش مېخانىزمى توغرىسىدىكى ھازىرقى بىلىمىمىزگە ئاساسەن، بىرىكمە سىستېمىدىكى كاربونىل گۇرۇپپىلىرى، ئەركىن رادىكاللار ۋە گېتېروئاتوملارنىڭ ناترىي ئىئونلىرى بىلەن ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىدىغان ئاكتىپ ئورۇنلار بولۇپ خىزمەت قىلالايدىغانلىقىنى پەرەز قىلىشقا بولىدۇ. شۇڭا، بۇ ئاكتىپ ئورۇنلارنىڭ زىچلىقى يۇقىرى بولغان يېڭى پولىمېرلارنى تەرەققىي قىلدۇرۇش ئىنتايىن مۇھىم. گېل پولىمېر ئېلېكترولىت (GPE) باتارېيەنىڭ ئىشەنچلىكلىكى، ئىئون ئۆتكۈزۈشچانلىقى، ئېقىپ كەتمەسلىكى، يۇقىرى ئەۋرىشىمچانلىقى ۋە ياخشى ئىقتىدارىنى ياخشىلايدىغان ئالماشتۇرۇش تېخنىكىسى12.
پولىمېر ماترىتسىسىغا PVA ۋە پولىئېتىلېن ئوكسىد (PEO) قاتارلىق ماتېرىياللار كىرىدۇ13. گېل ئۆتكۈزۈشچان پولىمېر (GPE) پولىمېر ماترىتسىسىدىكى سۇيۇق ئېلېكترولىتنى ھەرىكەتسىزلەندۈرىدۇ، بۇ سودا ئايرىغۇچلىرىغا سېلىشتۇرغاندا ئېقىپ كېتىش خەۋپىنى ئازايتىدۇ14. PVA سۈنئىي پارچىلىنىدىغان پولىمېر. ئۇ يۇقىرى ئۆتكۈزۈشچانلىققا ئىگە، ئەرزان ۋە زەھەرلىك ئەمەس. بۇ ماتېرىيال پىلاستىنكا شەكىللەندۈرۈش خۇسۇسىيىتى، خىمىيىلىك مۇقىملىقى ۋە يېپىشقاقلىقى بىلەن داڭلىق. ئۇ يەنە فۇنكسىيەلىك (OH) گۇرۇپپىلارغا ۋە يۇقىرى كېسىشمە ئۇلىنىش پوتېنسىيال زىچلىقىغا ئىگە15،16،17. پولىمېر ئارىلاشتۇرۇش، سۇلياۋلاشتۇرغۇچ قوشۇش، بىرىكمە قوشۇش ۋە ئورنىدا پولىمېرلاشتۇرۇش تېخنىكىلىرى PVA ئاساسلىق پولىمېر ئېلېكترولىتلىرىنىڭ ئۆتكۈزۈشچانلىقىنى ياخشىلاش، ماترىتسانىڭ كىرىستاللىقىنى ئازايتىش ۋە زەنجىرنىڭ ئەۋرىشىمچانلىقىنى ئاشۇرۇش ئۈچۈن ئىشلىتىلدى18،19،20.
ئارىلاشتۇرۇش سانائەت قوللىنىشچان پروگراممىلىرى ئۈچۈن پولىمېر ماتېرىياللىرىنى تەرەققىي قىلدۇرۇشنىڭ مۇھىم ئۇسۇلى. پولىمېر ئارىلاشمىلىرى كۆپىنچە تۆۋەندىكى مەقسەتلەردە ئىشلىتىلىدۇ: (1) سانائەت قوللىنىشچان پروگراممىلىرىدا تەبىئىي پولىمېرلارنىڭ پىششىقلاپ ئىشلەش خۇسۇسىيىتىنى ياخشىلاش؛ (2) بىئو پارچىلىنىدىغان ماتېرىياللارنىڭ خىمىيىلىك، فىزىكىلىق ۋە مېخانىكىلىق خۇسۇسىيىتىنى ياخشىلاش؛ ۋە (3) يېمەكلىك ئورالمىسى سانائىتىدە تېز ئۆزگىرىۋاتقان يېڭى ماتېرىياللارغا بولغان ئېھتىياجغا ماسلىشىش. بىرلىكتە پولىمېرلاشتۇرۇشتىن پەرقلىق ھالدا، پولىمېر ئارىلاشتۇرۇش ئەرزان باھالىق جەريان بولۇپ، ئارزۇ قىلىنغان خۇسۇسىيەتلەرگە يېتىش ئۈچۈن مۇرەككەپ خىمىيىلىك جەريانلار ئورنىغا ئاددىي فىزىكىلىق جەريانلارنى ئىشلىتىدۇ21. گوموپولىمېرلارنى ھاسىل قىلىش ئۈچۈن، ھەر خىل پولىمېرلار دىپول-دىپول كۈچى، ھىدروگېن باغلىنىشى ياكى زەرەت يۆتكەش مۇرەككەپلىرى ئارقىلىق ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتەلەيدۇ22،23. تەبىئىي ۋە سۈنئىي پولىمېرلاردىن ياسالغان ئارىلاشمىلار ياخشى بىئو ماسلىشىشچانلىقنى ئەلا مېخانىكىلىق خۇسۇسىيەتلەر بىلەن بىرلەشتۈرۈپ، تۆۋەن ئىشلەپچىقىرىش تەننەرخى بىلەن ئەلا سۈپەتلىك ماتېرىيال يارىتالايدۇ24،25. شۇڭا، سۈنئىي ۋە تەبىئىي پولىمېرلارنى ئارىلاشتۇرۇش ئارقىلىق بىئو مۇناسىۋەتلىك پولىمېر ماتېرىياللىرىنى يارىتىشقا قىزىقىش زور. PVA نى ناترىي ئالگىنات (NaAlg)، سېللۇلوزا، خىتوسان ۋە كراخمال26 بىلەن بىرلەشتۈرۈشكە بولىدۇ.
ناترىي ئالگىنات دېڭىز قوڭۇر يۈسۈنلىرىدىن ئېلىنغان تەبىئىي پولىمېر ۋە ئانيونلۇق پولىساخارىد. ناترىي ئالگىنات β-(1-4) بىلەن باغلىنىشلىق D-ماننۇرون كىسلاتاسى (M) ۋە α-(1-4) بىلەن باغلىنىشلىق L-گۇلۇرون كىسلاتاسى (G) دىن تەركىب تاپقان بولۇپ، گوموپولىمېر شەكىللەرگە (پولى-M ۋە پولى-G) ۋە ھېتېروپولىمېر بۆلەكلەرگە (MG ياكى GM) تەشكىللەنگەن27. M ۋە G بۆلەكلىرىنىڭ مىقدارى ۋە نىسپىي نىسبىتى ئالگىناتنىڭ خىمىيىلىك ۋە فىزىكىلىق خۇسۇسىيىتىگە زور تەسىر كۆرسىتىدۇ28،29. ناترىي ئالگىنات بىئو پارچىلىنىشچانلىقى، بىئو ماسلىشىشچانلىقى، ئەرزان باھاسى، ياخشى پەردە شەكىللەندۈرۈش خۇسۇسىيىتى ۋە زەھەرلىك ئەمەسلىكى سەۋەبىدىن كەڭ قوللىنىلىدۇ ۋە تەتقىق قىلىنىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، ئالگىنات زەنجىرىدىكى كۆپ مىقداردىكى ئەركىن گىدروكسىل (OH) ۋە كاربونبوكسىلات (COO) گۇرۇپپىلىرى ئالگىناتنى يۇقىرى دەرىجىدە گىدروفىل قىلىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، ئالگىناتنىڭ مۇرتقا ۋە قاتتىقلىقى سەۋەبىدىن مېخانىكىلىق خۇسۇسىيىتى ناچار. شۇڭا، ئالگىناتنى باشقا سۈنئىي ماتېرىياللار بىلەن بىرلەشتۈرۈپ، سۇنىڭ سەزگۈرلۈكى ۋە مېخانىكىلىق خۇسۇسىيىتىنى ياخشىلىغىلى بولىدۇ30،31.
يېڭى ئېلېكترود ماتېرىياللىرىنى لايىھىلەشتىن بۇرۇن، يېڭى ماتېرىياللارنىڭ ئىشلەپچىقىرىش ئىقتىدارىنى باھالاش ئۈچۈن DFT ھېسابلاشلىرى كۆپ ئىشلىتىلىدۇ. بۇنىڭدىن باشقا، ئالىملار تەجرىبە نەتىجىلىرىنى جەزملەشتۈرۈش ۋە مۆلچەرلەش، ۋاقىتنى تېجەش، خىمىيىلىك ئىسراپچىلىقنى ئازايتىش ۋە ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىش ھەرىكىتىنى مۆلچەرلەش ئۈچۈن مولېكۇلا مودېلىنى ئىشلىتىدۇ32. مولېكۇلا مودېلى ماتېرىيال ئىلمى، نانوماتېرىياللار، ھېسابلاش خىمىيەسى ۋە دورا بايقاش قاتارلىق نۇرغۇن ساھەلەردە كۈچلۈك ۋە مۇھىم پەن ساھەسىگە ئايلاندى33،34. مودېل پروگراممىلىرىنى ئىشلىتىپ، ئالىملار ئېنېرگىيە (شەكىللىنىش ئىسسىقلىقى، ئىئونلىشىش پوتېنسىيالى، ئاكتىپلىنىش ئېنېرگىيەسى قاتارلىقلار) ۋە گېئومېتىرىيە (باغلىنىش بۇلۇڭى، باغلىنىش ئۇزۇنلۇقى ۋە بۇرۇلۇش بۇلۇڭى) قاتارلىق مولېكۇلا سانلىق مەلۇماتلىرىغا بىۋاسىتە ئېرىشەلەيدۇ35. بۇنىڭدىن باشقا، ئېلېكترونلۇق خۇسۇسىيەتلەر (زەرەت، HOMO ۋە LUMO بەلباغ بوشلۇقى ئېنېرگىيەسى، ئېلېكترون يېقىنلىقى)، سپېكتىر خۇسۇسىيەتلىرى (FTIR سپېكتىرى قاتارلىق خاس تەۋرىنىش ھالىتى ۋە كۈچلۈكلۈك) ۋە ھەجىم خۇسۇسىيەتلىرى (ھەجىم، تارقىلىش، يېپىشقاقلىق، مودۇل قاتارلىقلار)36 ھېسابلىغىلى بولىدۇ.
LiNiPO4 يۇقىرى ئېنېرگىيە زىچلىقى (تەخمىنەن 5.1 V خىزمەت توك بېسىمى) سەۋەبىدىن لىتىي ئىئون باتارېيە مۇسبەت ئېلېكترود ماتېرىياللىرى بىلەن رىقابەتلىشىشتە يوشۇرۇن ئەۋزەللىكلەرنى كۆرسىتىدۇ. يۇقىرى توك بېسىمى رايونىدا LiNiPO4 نىڭ ئەۋزەللىكىدىن تولۇق پايدىلىنىش ئۈچۈن، خىزمەت توك بېسىمىنى تۆۋەنلىتىش كېرەك، چۈنكى ھازىر تەرەققىي قىلدۇرۇلغان يۇقىرى توك بېسىمى ئېلېكترولىت پەقەت 4.8 V دىن تۆۋەن توك بېسىمىدىلا نىسبەتەن مۇقىم تۇرالايدۇ. جاڭ قاتارلىقلار LiNiPO4 نىڭ Ni ئورنىدىكى بارلىق 3d، 4d ۋە 5d ئۆتكۈنچى مېتاللارنىڭ قوشۇلۇشىنى تەكشۈردى، ئېلېكترو خىمىيىلىك ئىقتىدارى ئەلا بولغان قوشۇلۇش شەكىللىرىنى تاللىدى ۋە ئېلېكترو خىمىيىلىك ئىقتىدارىنىڭ نىسبەتەن مۇقىملىقىنى ساقلاپ تۇرۇپ، LiNiPO4 نىڭ خىزمەت توك بېسىمىنى تەڭشىدى. ئۇلار ئېرىشكەن ئەڭ تۆۋەن خىزمەت توك بېسىمى Ti، Nb ۋە Ta قوشۇلغان LiNiPO4 ئۈچۈن ئايرىم-ئايرىم ھالدا 4.21، 3.76 ۋە 3.5037 بولدى.
شۇڭا، بۇ تەتقىقاتنىڭ مەقسىتى، قايتا قۇۋۋەتلىنىدىغان ئىئون-ئىئون باتارېيەلىرىدە قوللىنىلىشى ئۈچۈن كۋانت مېخانىكىلىق ھېسابلاشلارنى ئىشلىتىپ، گلىتسېرىننىڭ پلاستىكلاشتۇرغۇچى سۈپىتىدە PVA/NaAlg سىستېمىسىنىڭ ئېلېكترونلۇق خۇسۇسىيىتى، QSAR چۈشەندۈرگۈچلىرى ۋە ئىسسىقلىق خۇسۇسىيىتىگە بولغان تەسىرىنى نەزەرىيە جەھەتتىن تەكشۈرۈشتىن ئىبارەت. PVA/NaAlg مودېلى بىلەن گلىتسېرىن ئوتتۇرىسىدىكى مولېكۇلا ئۆز-ئارا تەسىرى بادېرنىڭ كۋانت ئاتوم مولېكۇلا نەزەرىيىسى (QTAIM) ئارقىلىق تەھلىل قىلىندى.
PVA نىڭ NaAlg بىلەن، ئاندىن گلىتسېرىن بىلەن بولغان ئۆز-ئارا تەسىرىنى ئىپادىلەيدىغان مولېكۇلا مودېلى DFT ئارقىلىق ئەلالاشتۇرۇلدى. بۇ مودېل مىسىرنىڭ قاھىرە شەھىرىدىكى دۆلەتلىك تەتقىقات مەركىزىنىڭ سپېكتروسكوپىيە بۆلۈمىدىكى Gaussian 0938 يۇمشاق دېتالى ئارقىلىق ھېسابلاندى. بۇ مودېللار B3LYP/6-311G(d, p) 39،40،41،42 دەرىجىسىدە DFT ئارقىلىق ئەلالاشتۇرۇلدى. تەتقىق قىلىنغان مودېللار ئوتتۇرىسىدىكى ئۆز-ئارا تەسىرنى جەزملەشتۈرۈش ئۈچۈن، ئوخشاش نەزەرىيە سەۋىيىسىدە ئېلىپ بېرىلغان چاستوتا تەتقىقاتى ئەلالاشتۇرۇلغان گېئومېتىرىيەنىڭ مۇقىملىقىنى نامايان قىلدى. باھالانغان بارلىق چاستوتىلار ئارىسىدا مەنپىي چاستوتىلارنىڭ يوقلۇقى پوتېنسىئال ئېنېرگىيە يۈزىدىكى ھەقىقىي مۇسبەت مىنىمادىكى پەرەز قىلىنغان قۇرۇلمىنى گەۋدىلەندۈردى. TDM، HOMO/LUMO بەلباغ بوشلۇقى ئېنېرگىيەسى ۋە MESP قاتارلىق فىزىكىلىق پارامېتىرلار ئوخشاش كۋانت مېخانىكىلىق نەزەرىيە سەۋىيىسىدە ھېسابلاندى. بۇنىڭدىن باشقا، ئاخىرقى شەكىللىنىش ئىسسىقلىقى، ئەركىن ئېنېرگىيە، ئېنتروپىيە، ئېنتالپىيە ۋە ئىسسىقلىق سىغىمچانلىقى قاتارلىق بەزى ئىسسىقلىق پارامېتىرلىرى 1-جەدۋەلدە كۆرسىتىلگەن فورمۇلا ئارقىلىق ھېسابلىنىپ چىقىلدى. تەتقىق قىلىنغان مودېللار تەتقىق قىلىنغان قۇرۇلمىلارنىڭ يۈزىدە يۈز بېرىدىغان ئۆز-ئارا تەسىرلەرنى ئېنىقلاش ئۈچۈن مولېكۇلادىكى ئاتوملارنىڭ كۋانت نەزەرىيىسى (QTAIM) ئانالىزىغا ئۇچرىتىلدى. بۇ ھېسابلاشلار Gaussian 09 يۇمشاق دېتال كودىدىكى «output=wfn» بۇيرۇقى ئارقىلىق ئېلىپ بېرىلدى ۋە ئاندىن Avogadro يۇمشاق دېتال كودىدا كۆرسىتىلدى43.
بۇ يەردە E ئىچكى ئېنېرگىيە، P بېسىم، V ھەجىم، Q سىستېما بىلەن ئۇنىڭ مۇھىتى ئوتتۇرىسىدىكى ئىسسىقلىق ئالماشتۇرۇش، T تېمپېراتۇرا، ΔH ئېنتالپىيە ئۆزگىرىشى، ΔG ئەركىن ئېنېرگىيە ئۆزگىرىشى، ΔS ئېنتروپىيە ئۆزگىرىشى، a ۋە b تىترەش پارامېتىرلىرى، q ئاتوم زەرەتلىرى ۋە C ئاتوم ئېلېكترون زىچلىقى44،45. ئاخىرىدا، ئوخشاش قۇرۇلمىلار ئەلالاشتۇرۇلدى ۋە QSAR پارامېتىرلىرى مىسىرنىڭ قاھىرە شەھىرىدىكى دۆلەتلىك تەتقىقات مەركىزىنىڭ سپېكتروسكوپىيە بۆلۈمىدىكى SCIGRESS يۇمشاق دېتال كودى46 ئارقىلىق PM6 سەۋىيەسىدە ھېسابلىنىدۇ.
ئالدىنقى ئەسەرىمىزدە47، بىز ئۈچ PVA بىرلىكىنىڭ ئىككى NaAlg بىرلىكى بىلەن بولغان ئۆز-ئارا تەسىرىنى تەسۋىرلەيدىغان ئەڭ ئېھتىماللىق مودېلنى باھالىدۇق، بۇ جەرياندا گلىتسېرىن پىلاستىكلاشتۇرغۇچى رولىنى ئوينايدۇ. يۇقىرىدا دېيىلگەندەك، PVA ۋە NaAlg نىڭ ئۆز-ئارا تەسىرىنىڭ ئىككى خىل ئېھتىماللىقى بار. 3PVA-2Na Alg (10-كاربون نومۇرىغا ئاساسەن) ۋە 1Na Alg-3PVA-Mid 1Na Alg دەپ ئاتالغان بۇ ئىككى مودېل، باشقا قۇرۇلمىلارغا سېلىشتۇرغاندا ئەڭ كىچىك ئېنېرگىيە بوشلۇقى قىممىتىگە ئىگە48. شۇڭا، PVA/Na Alg ئارىلاشمىسى پولىمېرىنىڭ ئەڭ ئېھتىماللىق مودېلىغا Gly قوشۇشنىڭ تەسىرى كېيىنكى ئىككى قۇرۇلما ئارقىلىق تەكشۈرۈلدى: 3PVA-(C10)2Na Alg (ئاددىيلىقى ئۈچۈن 3PVA-2Na Alg دەپ ئاتىلىدۇ) ۋە 1-Na Alg − 3PVA-Mid 1 Na Alg. ئەدەبىياتلارغا ئاساسلانغاندا، PVA، NaAlg ۋە گلىتسېرىن پەقەت گىدروكسىل فۇنكسىيەلىك گۇرۇپپىلىرى ئارىسىدا ئاجىز ھىدروگېن باغلىنىشى ھاسىل قىلالايدۇ. PVA تىرىمېرى ۋە NaAlg ۋە گلىتسېرىن دىمېرىنىڭ ھەر ئىككىسىدە بىر قانچە OH گۇرۇپپىسى بولغاچقا، بۇ ئالاقىنى OH گۇرۇپپىلىرىنىڭ بىرى ئارقىلىق ئەمەلگە ئاشۇرغىلى بولىدۇ. 1-رەسىمدە مودېل گلىتسېرىن مولېكۇلاسى بىلەن مودېل مودېل 3PVA-2Na Alg ئوتتۇرىسىدىكى ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىلدى، 2-رەسىمدە بولسا مودېل مولېكۇلاسى Term 1Na Alg-3PVA-Mid 1Na Alg بىلەن ھەر خىل قويۇقلۇقتىكى گلىتسېرىن ئوتتۇرىسىدىكى ئۆز-ئارا تەسىرنىڭ قۇرۇلغان مودېلى كۆرسىتىلدى.
ئەلالاشتۇرۇلغان قۇرۇلمىلار: (a) Gly ۋە 3PVA − 2Na Alg (b) 1 Gly، (c) 2 Gly، (d) 3 Gly، (e) 4 Gly ۋە (f) 5 Gly بىلەن ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىدۇ.
1Na Alg-3PVA –Mid 1Na Alg نىڭ (a) 1 Gly، (b) 2 Gly، (c) 3 Gly، (d) 4 Gly، (e) 5 Gly ۋە (f) 6 Gly بىلەن ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىدىغان ئەلالاشتۇرۇلغان قۇرۇلمىلىرى.
ئېلېكترون بەلۋاغ بوشلۇقى ئېنېرگىيەسى ھەر قانداق ئېلېكترود ماتېرىيالىنىڭ رېئاكتىپلىقىنى تەتقىق قىلغاندا ئويلىشىشقا تېگىشلىك مۇھىم پارامېتىر. چۈنكى ئۇ ماتېرىيال سىرتقى ئۆزگىرىشلەرگە ئۇچرىغاندا ئېلېكترونلارنىڭ ھەرىكىتىنى تەسۋىرلەيدۇ. شۇڭا، تەتقىق قىلىنغان بارلىق قۇرۇلمىلار ئۈچۈن HOMO/LUMO نىڭ ئېلېكترون بەلۋاغ بوشلۇقى ئېنېرگىيەسىنى مۆلچەرلەش كېرەك. 2-جەدۋەلدە گلىتسېرىن قوشۇلغانلىقتىن 3PVA-(C10)2Na ئالگ ۋە 1Na ئالگ − 3PVA- Mid 1Na ئالگ نىڭ HOMO/LUMO ئېنېرگىيەسىدىكى ئۆزگىرىشلەر كۆرسىتىلدى. 47-نومۇرلۇق پايدىلىنىش ماتېرىيالىغا ئاساسلانغاندا، 3PVA-(C10)2Na ئالگ نىڭ Eg قىممىتى 0.2908 eV، ئىككىنچى ئۆز-ئارا تەسىرنىڭ ئېھتىماللىقىنى ئەكىس ئەتتۈرىدىغان قۇرۇلمىنىڭ Eg قىممىتى (يەنى 1Na ئالگ − 3PVA- Mid 1Na ئالگ) 0.5706 eV.
قانداقلا بولمىسۇن، گلىتسېرىن قوشۇش 3PVA-(C10)2Na ئالگېزوئىدنىڭ Eg قىممىتىدە ئازراق ئۆزگىرىش پەيدا قىلغانلىقى بايقالدى. 3PVA-(C10)2NaAlg 1، 2، 3، 4 ۋە 5 گلىتسېرىن بىرلىكى بىلەن ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسەتكەندە، ئۇنىڭ Eg قىممىتى ئايرىم-ئايرىم ھالدا 0.302، 0.299، 0.308، 0.289 ۋە 0.281 eV غا يەتتى. قانداقلا بولمىسۇن، 3 گلىتسېرىن بىرلىكىنى قوشقاندىن كېيىن، Eg قىممىتى 3PVA-(C10)2Na ئالگېزوئىدنىڭ قىممىتىدىن كىچىك بولۇپ قالغانلىقى توغرىسىدا قىممەتلىك چۈشەنچە بار. 3PVA-(C10)2Na ئالگېزوئىدنىڭ بەش گلىتسېرىن بىرلىكى بىلەن ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىشىنى ئىپادىلەيدىغان مودېل ئەڭ ئېھتىماللىق ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىش مودېلى. بۇ دېگەنلىك، گلىتسېرىن بىرلىكىنىڭ سانى ئاشقانسېرى، ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىش ئېھتىماللىقىمۇ ئاشىدۇ.
بۇ ئارىلىقتا، ئىككىنچى قېتىملىق ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىش ئېھتىماللىقى ئۈچۈن، 1-تۈرلۈك 1Na Alg − 3PVA –Mid 1Na Alg- 1Gly، 1-تۈرلۈك 1Na Alg − 3PVA –Mid 1Na Alg- 2Gly، 1-تۈرلۈك 1Na Alg − 3PVA –Mid 1Na Alg- 3Gly، 1-تۈرلۈك 1Na Alg − 3PVA –Mid 1Na Alg- 4Gly، 1-تۈرلۈك 1Na Alg − 3PVA –Mid 1Na Alg- 5Gly ۋە 1-تۈرلۈك 1Na Alg − 3PVA –Mid 1Na Alg- 6Gly نى ۋەكىللىك قىلىدىغان مودېل مولېكۇلالىرىنىڭ HOMO/LUMO ئېنېرگىيەلىرى ئايرىم-ئايرىم ھالدا 1.343، 1.347، 0.976، 0.607، 0.348 ۋە 0.496 eV غا ئايلىنىدۇ. 2-جەدۋەلدە بارلىق قۇرۇلمىلار ئۈچۈن ھېسابلانغان HOMO/LUMO بەلباغ بوشلۇقى ئېنېرگىيەلىرى كۆرسىتىلدى. ئۇنىڭ ئۈستىگە، بىرىنچى گۇرۇپپىنىڭ ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىش ئېھتىماللىقىنىڭ ئوخشاش ھەرىكىتى بۇ يەردە تەكرارلىنىدۇ.
قاتتىق ھالەت فىزىكىسىدىكى بەلۋاغ نەزەرىيىسىدە، ئېلېكترود ماتېرىيالىنىڭ بەلۋاغ بوشلۇقى تۆۋەنلىگەندە، ماتېرىيالنىڭ ئېلېكترونلۇق ئۆتكۈزۈشچانلىقى ئاشىدىغانلىقى ئوتتۇرىغا قويۇلغان. دوپلاش ناترىي ئىئون كاتود ماتېرىياللىرىنىڭ بەلۋاغ بوشلۇقىنى ئازايتىشنىڭ ئورتاق ئۇسۇلى. جياڭ قاتارلىقلار β-NaMnO2 قەۋەتلىك ماتېرىياللىرىنىڭ ئېلېكترونلۇق ئۆتكۈزۈشچانلىقىنى ياخشىلاش ئۈچۈن Cu دوپلاش ئۇسۇلىنى قوللانغان. DFT ھېسابلاش ئۇسۇلى ئارقىلىق، ئۇلار دوپلاش ماتېرىيالنىڭ بەلۋاغ بوشلۇقىنى 0.7 eV دىن 0.3 eV غىچە تۆۋەنلىتىدىغانلىقىنى بايقىغان. بۇ Cu دوپلاش β-NaMnO2 ماتېرىيالىنىڭ ئېلېكترونلۇق ئۆتكۈزۈشچانلىقىنى ياخشىلايدىغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ.
MESP مولېكۇلا زەرەت تەقسىماتى بىلەن يەككە مۇسبەت زەرەت ئوتتۇرىسىدىكى ئۆز-ئارا تەسىر ئېنېرگىيەسى دەپ ئېنىقلىنىدۇ. MESP خىمىيىلىك خۇسۇسىيەتلەر ۋە رېئاكسىيەنى چۈشىنىش ۋە چۈشەندۈرۈشتە ئۈنۈملۈك قورال دەپ قارىلىدۇ. MESP پولىمېر ماتېرىياللار ئوتتۇرىسىدىكى ئۆز-ئارا تەسىر مېخانىزمىنى چۈشىنىشكە ئىشلىتىلىدۇ. MESP تەتقىقات قىلىنىۋاتقان بىرىكمە ئىچىدىكى زەرەت تەقسىماتىنى تەسۋىرلەيدۇ. بۇنىڭدىن باشقا، MESP تەتقىقات قىلىنىۋاتقان ماتېرىياللاردىكى ئاكتىپ ئورۇنلار ھەققىدە ئۇچۇر بېرىدۇ32. 3-رەسىمدە B3LYP/6-311G(d, p) نەزەرىيە سەۋىيىسىدە مۆلچەرلەنگەن 3PVA-(C10) 2Na Alg، 3PVA-(C10) 2Na Alg − 1Gly، 3PVA-(C10) 2Na Alg − 2Gly، 3PVA-(C10) 2Na Alg − 3Gly، 3PVA-(C10) 2Na Alg − 4Gly ۋە 3PVA-(C10) 2Na Alg − 5Gly نىڭ MESP گرافىكلىرى كۆرسىتىلدى.
(a) Gly ۋە 3PVA − 2Na Alg نىڭ (b) 1 Gly، (c) 2 Gly، (d) 3 Gly، (e) 4 Gly ۋە (f) 5 Gly بىلەن ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىشى ئۈچۈن B3LYP/6-311 g(d, p) ئارقىلىق ھېسابلىنىدىغان MESP كونتۇرلىرى.
بۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا، 4-رەسىمدە ئايرىم-ئايرىم ھالدا 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 ۋە 1Na Alg-3PVA – Mid 1Na Alg − 6Gly ئۈچۈن MESP نىڭ ھېسابلىغان نەتىجىلىرى كۆرسىتىلدى. ھېسابلىغان MESP كونتۇر خاراكتېرى سۈپىتىدە ئىپادىلىنىدۇ. كونتۇر سىزىقلىرى ئوخشىمىغان رەڭلەر بىلەن ئىپادىلىنىدۇ. ھەر بىر رەڭ ئوخشىمىغان ئېلېكترون مەنپىيلىك قىممىتىنى ئىپادىلەيدۇ. قىزىل رەڭ يۇقىرى ئېلېكترون مەنپىيلىك ياكى رېئاكسىيەلىك ئورۇنلارنى كۆرسىتىدۇ. بۇ ئارىلىقتا، سېرىق رەڭ قۇرۇلمىدىكى 49، 50، 51 نېيترال ئورۇنلارنى ئىپادىلەيدۇ. MESP نەتىجىسىدە، تەتقىق قىلىنغان مودېللار ئەتراپىدىكى قىزىل رەڭنىڭ ئېشىشىغا ئەگىشىپ، 3PVA-(C10)2Na Alg نىڭ رېئاكتىپلىقى ئاشقانلىقى كۆرسىتىلدى. بۇ ئارىلىقتا، Term 1Na Alg-3PVA – Mid 1Na Alg مودېل مودېل مولېكۇلاسىنىڭ MESP خەرىتىسىدىكى قىزىل رەڭنىڭ كۈچلۈكلۈكى، گلىتسېرىن مىقدارىنىڭ ئوخشىماسلىقى سەۋەبىدىن تۆۋەنلەيدۇ. تەكلىپ قىلىنغان قۇرۇلما ئەتراپىدىكى قىزىل رەڭ تەقسىماتىنىڭ ئۆزگىرىشى رېئاكتىپلىقنى ئەكىس ئەتتۈرىدۇ، كۈچلۈكلۈكنىڭ ئېشىشى بولسا گلىتسېرىن مىقدارىنىڭ ئېشىشى سەۋەبىدىن 3PVA-(C10)2Na Alg مودېل مودېل مودېل مولېكۇلاسىنىڭ ئېلېكترون مەنپىيلىكىنىڭ ئاشقانلىقىنى جەزملەشتۈرىدۇ.
B3LYP/6-311 g(d, p) ھېسابلىغان MESP تېرمىنى 1Na Alg-3PVA-Mid 1Na Alg بىلەن (a) 1 Gly، (b) 2 Gly، (c) 3 Gly، (d) 4 Gly، (e) 5 Gly ۋە (f) 6 Gly بىلەن ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىدۇ.
تەكلىپ قىلىنغان بارلىق قۇرۇلمىلارنىڭ ئېنتالپىيە، ئېنتروپىيە، ئىسسىقلىق سىغىمى، ئەركىن ئېنېرگىيە ۋە شەكىللىنىش ئىسسىقلىقى قاتارلىق ئىسسىقلىق پارامېتىرلىرى 200 K دىن 500 K غىچە بولغان ئوخشىمىغان تېمپېراتۇرىدا ھېسابلىنىدۇ. فىزىكىلىق سىستېمىلارنىڭ ھەرىكىتىنى تەسۋىرلەش ئۈچۈن، ئۇلارنىڭ ئېلېكترونلۇق ھەرىكىتىنى تەتقىق قىلىشتىن باشقا، يەنە ئۇلارنىڭ بىر-بىرى بىلەن بولغان ئۆز-ئارا تەسىرىدىن كېلىپ چىققان تېمپېراتۇرا فۇنكسىيەسى سۈپىتىدە ئىسسىقلىق ھەرىكىتىنى تەتقىق قىلىش كېرەك، بۇنى 1-جەدۋەلدە بېرىلگەن تەڭلىمىلەر ئارقىلىق ھېسابلىغىلى بولىدۇ. بۇ ئىسسىقلىق پارامېتىرلىرىنى تەتقىق قىلىش بۇ خىل فىزىكىلىق سىستېمىلارنىڭ ئوخشىمىغان تېمپېراتۇرىدا ئىنكاس قايتۇرۇشچانلىقى ۋە مۇقىملىقىنىڭ مۇھىم كۆرسەتكۈچى دەپ قارىلىدۇ.
PVA تىرىمېرنىڭ ئېنتالپىيىسىگە كەلسەك، ئۇ ئالدى بىلەن NaAlg دىمېرى بىلەن، ئاندىن 10-نومۇرلۇق كاربون ئاتومىغا ئۇلانغان OH گۇرۇپپىسى ئارقىلىق، ئاخىرىدا گلىتسېرىن بىلەن رېئاكسىيەگە كىرىدۇ. ئېنتالپىيا تېرمودىنامىكىلىق سىستېمىدىكى ئېنېرگىيەنىڭ ئۆلچىمى. ئېنتالپىيا سىستېمىدىكى ئومۇمىي ئىسسىقلىققا تەڭ بولۇپ، سىستېمىنىڭ ئىچكى ئېنېرگىيەسى بىلەن ئۇنىڭ ھەجىمى ۋە بېسىمىنىڭ كۆپەيتىلگەن مىقدارىغا تەڭ. باشقىچە قىلىپ ئېيتقاندا، ئېنتالپىيا بىر ماددىغا قانچىلىك ئىسسىقلىق ۋە خىزمەت قوشۇلغانلىقىنى ياكى ئۇنىڭدىن قانچىلىك ئىسسىقلىق ۋە خىزمەت ئېلىنغانلىقىنى كۆرسىتىدۇ52.
5-رەسىمدە 3PVA-(C10)2Na Alg نىڭ ھەر خىل قويۇقلۇقتىكى گلىتسېرىن بىلەن بولغان رېئاكسىيەسى جەريانىدا ئېنتالپىيە ئۆزگىرىشى كۆرسىتىلگەن. A0، A1، A2، A3، A4 ۋە A5 قىسقارتىلمىلىرى ئايرىم-ئايرىم ھالدا 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 ۋە 3PVA-(C10)2Na Alg − 5Gly مودېل مولېكۇلالىرىنى كۆرسىتىدۇ. 5a-رەسىمدە تېمپېراتۇرا ۋە گلىتسېرىن مىقدارىنىڭ ئېشىشىغا ئەگىشىپ ئېنتالپىيەنىڭ ئاشىدىغانلىقى كۆرسىتىلگەن. 200 K تېمپېراتۇرىدا 3PVA-(C10)2NaAlg − 5Gly (يەنى A5) نى ۋەكىللىك قىلىدىغان قۇرۇلمىنىڭ ئېنتالپىيىسى 27.966 كالورىيە/مول، 200 K تېمپېراتۇرىدا 3PVA-2NaAlg نى ۋەكىللىك قىلىدىغان قۇرۇلمىنىڭ ئېنتالپىيىسى بولسا 13.490 كالورىيە/مول. ئاخىرىدا، ئېنتالپىيە مۇسبەت بولغاچقا، بۇ رېئاكسىيە ئېندوتېرمىك رېئاكسىيە ھېسابلىنىدۇ.
ئېنتروپىيە يېپىق تېرمودىنامىكىلىق سىستېمىدىكى ئىشلىتىشكە بولمايدىغان ئېنېرگىيەنىڭ ئۆلچىمى دەپ ئېنىقلىنىدۇ ۋە كۆپىنچە سىستېمىنىڭ قالايمىقانلىقىنىڭ ئۆلچىمى دەپ قارىلىدۇ. 5b-رەسىمدە 3PVA-(C10)2NaAlg نىڭ تېمپېراتۇرا بىلەن ئېنتروپىيەسىنىڭ ئۆزگىرىشى ۋە ئۇنىڭ ھەر خىل گلىتسېرىن بىرلىكلىرى بىلەن قانداق ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىدىغانلىقى كۆرسىتىلگەن. گىرافىكتا تېمپېراتۇرا 200 K دىن 500 K غىچە ئۆرلىگەندە ئېنتروپىيەنىڭ سىزىقلىق ئۆزگىرىدىغانلىقى كۆرسىتىلگەن. 5b-رەسىمدە ئېنىق كۆرسىتىلىشىچە، 3PVA-(C10)2Na Alg مودېلىنىڭ ئېنتروپىيەسى 200 K تېمپېراتۇرىدا 200 كالورىيە/K/mol غا مايىل بولىدۇ، چۈنكى 3PVA-(C10)2Na Alg مودېلىدا تور شەكلى قالايمىقانچىلىقى ئاز كۆرۈلىدۇ. تېمپېراتۇرا ئۆرلىگەنچە، 3PVA-(C10)2Na Alg مودېلىدا قالايمىقانچىلىق كۆرۈلىدۇ ۋە تېمپېراتۇرا ئۆرلىگەنچە ئېنتروپىيەنىڭ ئېشىشىنى چۈشەندۈرىدۇ. ئۇنىڭدىن باشقا، 3PVA-C10 2Na Alg-5 Gly نىڭ قۇرۇلمىسى ئەڭ يۇقىرى ئېنتروپىيە قىممىتىگە ئىگە ئىكەنلىكى ئېنىق.
5c-رەسىمدە ئوخشاش ئەھۋال كۆزىتىلدى، بۇ رەسىمدە تېمپېراتۇرا بىلەن ئىسسىقلىق سىغىمىنىڭ ئۆزگىرىشى كۆرسىتىلدى. ئىسسىقلىق سىغىمى بەلگىلىك مىقداردىكى ماددىنىڭ تېمپېراتۇرىسىنى 1°C47 ئۆزگەرتىش ئۈچۈن كېتىدىغان ئىسسىقلىق مىقدارى. 5c-رەسىمدە 1، 2، 3، 4 ۋە 5 گلىتسېرىن بىرلىكى بىلەن بولغان ئۆز-ئارا تەسىردىن كېلىپ چىققان 3PVA-(C10)2NaAlg مودېل مولېكۇلاسىنىڭ ئىسسىقلىق سىغىمىدىكى ئۆزگىرىشلەر كۆرسىتىلدى. رەسىمدە 3PVA-(C10)2NaAlg مودېلىنىڭ ئىسسىقلىق سىغىمى تېمپېراتۇرا بىلەن سىزىقلىق ھالدا ئاشىدىغانلىقى كۆرسىتىلدى. تېمپېراتۇرا ئاشقانسېرى ئىسسىقلىق سىغىمىنىڭ ئېشىشى فونون ئىسسىقلىق تەۋرىنىشىگە باغلىق. بۇنىڭدىن باشقا، گلىتسېرىن مىقدارىنىڭ ئېشىشى 3PVA-(C10)2NaAlg مودېلىنىڭ ئىسسىقلىق سىغىمىنىڭ ئېشىشىغا ئېلىپ كېلىدىغانلىقى توغرىسىدا دەلىللەر بار. ئۇنىڭدىن باشقا، قۇرۇلمىدا 3PVA-(C10)2NaAlg−5Gly نىڭ باشقا قۇرۇلمىلارغا سېلىشتۇرغاندا ئەڭ يۇقىرى ئىسسىقلىق سىغىمى قىممىتىگە ئىگە ئىكەنلىكى كۆرسىتىلدى.
تەتقىقات قىلىنغان قۇرۇلمىلار ئۈچۈن ئەركىن ئېنېرگىيە ۋە ئاخىرقى شەكىللىنىش ئىسسىقلىقى قاتارلىق باشقا پارامېتىرلار ھېسابلىنىپ چىقىلدى ۋە ئايرىم-ئايرىم ھالدا 5d ۋە e رەسىملىرىدە كۆرسىتىلدى. ئاخىرقى شەكىللىنىش ئىسسىقلىقى ساپ ماددىنىڭ تەركىبىي ئېلېمېنتلىرىدىن تۇراقلىق بېسىم ئاستىدا شەكىللىنىش جەريانىدا قويۇپ بېرىلىدىغان ياكى سۈمۈرۈلگەن ئىسسىقلىق. ئەركىن ئېنېرگىيەنى ئېنېرگىيەگە ئوخشاش خۇسۇسىيەت دەپ ئېنىقلاشقا بولىدۇ، يەنى ئۇنىڭ قىممىتى ھەر بىر تېرمودىنامىك ھالەتتىكى ماددىنىڭ مىقدارىغا باغلىق. 3PVA-(C10)2NaAlg−5Gly نىڭ ئەركىن ئېنېرگىيەسى ۋە شەكىللىنىش ئىسسىقلىقى ئەڭ تۆۋەن بولۇپ، ئايرىم-ئايرىم ھالدا -1318.338 ۋە -1628.154 كالورىيە/مول ئىدى. ئەكسىچە، 3PVA-(C10)2NaAlg نى ئىپادىلەيدىغان قۇرۇلما باشقا قۇرۇلمىلارغا سېلىشتۇرغاندا ئەڭ يۇقىرى ئەركىن ئېنېرگىيە ۋە شەكىللىنىش ئىسسىقلىقى قىممىتىگە ئىگە بولۇپ، ئايرىم-ئايرىم ھالدا -690.340 ۋە -830.673 كالورىيە/مول ئىدى. 5-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك، گلىتسېرىن بىلەن ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىش سەۋەبىدىن ھەر خىل ئىسسىقلىق خۇسۇسىيەتلىرى ئۆزگىرىدۇ. گىببسنىڭ ئەركىن ئېنېرگىيەسى مەنپىي بولۇپ، تەكلىپ قىلىنغان قۇرۇلمىنىڭ مۇقىم ئىكەنلىكىنى كۆرسىتىدۇ.
PM6 ساپ 3PVA- (C10) 2Na Alg (A0 مودېلى)، 3PVA- (C10) 2Na Alg − 1 Gly (A1 مودېلى)، 3PVA- (C10) 2Na Alg − 2 Gly (A2 مودېلى)، 3PVA- (C10) 2Na Alg − 3 Gly (A3 مودېلى)، 3PVA- (C10) 2Na Alg − 4 Gly (A4 مودېلى) ۋە 3PVA- (C10) 2Na Alg − 5 Gly (A5 مودېلى) نىڭ ئىسسىقلىق پارامېتىرلىرىنى ھېسابلىدى، بۇ يەردە (a) ئېنتالپىيە، (b) ئېنتروپىيە، (c) ئىسسىقلىق سىغىمى، (d) ئەركىن ئېنېرگىيە ۋە (e) شەكىللىنىش ئىسسىقلىقى.
يەنە بىر تەرەپتىن، PVA ئۈچۈرگۈچ قۇرۇلمىسىدىكى ئاخىرقى ۋە ئوتتۇرا OH گۇرۇپپىلىرىدا PVA ئۈچۈرگۈچ قۇرۇلمىسى بىلەن دىمېرلىق NaAlg ئوتتۇرىسىدىكى ئىككىنچى ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىش ھالىتى كۆرۈلىدۇ. بىرىنچى گۇرۇپپىدىكىگە ئوخشاش، ئىسسىقلىق پارامېتىرلىرى ئوخشاش سەۋىيەدىكى نەزەرىيە ئارقىلىق ھېسابلىنىدۇ. 6a-e رەسىمدە ئېنتالپىيە، ئېنتروپىيە، ئىسسىقلىق سىغىمى، ئەركىن ئېنېرگىيە ۋە ئاخىرىدا شەكىللىنىش ئىسسىقلىقىنىڭ ئۆزگىرىشى كۆرسىتىلدى. 6a-c رەسىملەردە 1-تېرمىن NaAlg-3PVA-Mid 1 NaAlg نىڭ ئېنتالپىيە، ئېنتروپىيە ۋە ئىسسىقلىق سىغىمى 1، 2، 3، 4، 5 ۋە 6 گلىتسېرىن بىرلىكلىرى بىلەن ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسەتكەندە بىرىنچى گۇرۇپپىدىكىگە ئوخشاش ھەرىكەتنى كۆرسىتىدىغانلىقى كۆرسىتىلدى. ئۇنىڭدىن باشقا، ئۇلارنىڭ قىممىتى تېمپېراتۇرا ئاشقانسېرى ئاستا-ئاستا ئاشىدۇ. بۇنىڭدىن باشقا، تەكلىپ قىلىنغان 1-تېرمىن Na Alg − 3PVA-Mid 1 Na Alg مودېلىدا، ئېنتالپىيە، ئېنتروپىيە ۋە ئىسسىقلىق سىغىمى قىممەتلىرى گلىتسېرىن مىقدارىنىڭ ئېشىشىغا ئەگىشىپ ئاشتى. B0، B1، B2، B3، B4، B5 ۋە B6 قىسقارتىلمىلىرى ئايرىم-ئايرىم ھالدا تۆۋەندىكى قۇرۇلمىلارنى ئىپادىلەيدۇ: Term 1 Na Alg − 3PVA- Mid 1 Na Alg, Term 1 Na Alg- 3PVA- Mid 1 Na Alg − 1 Gly, Term 1 Na Alg- 3PVA- Mid 1 Na Alg − 2gly, Term 1 Na Alg- 3PVA- Mid 1 Na Alg − 3gly, Term 1 Na Alg- 3PVA- Mid 1 Na Alg − 4 Gly, Term 1 Na Alg- 3PVA- Mid 1 Na Alg − 5 Gly ۋە Term 1 Na Alg- 3PVA- Mid 1 Na Alg − 6 Gly. 6a–c-رەسىملەردە كۆرسىتىلگەندەك، گلىتسېرىن بىرلىك سانى 1 دىن 6 گىچە ئاشقاندا ئېنتالپىيە، ئېنتروپىيە ۋە ئىسسىقلىق سىغىمىنىڭ قىممىتى ئاشىدىغانلىقى ئېنىق.
PM6 ساپ Term 1 Na Alg-3PVA- Mid 1 Na Alg (B0 مودېلى)، Term 1 Na Alg-3PVA- Mid 1 Na Alg – 1 Gly (B1 مودېلى)، Term 1 Na Alg-3PVA- Mid 1 Na Alg – 2 Gly (B2 مودېلى)، Term 1 Na Alg-3PVA- Mid 1 Na Alg – 3 Gly (B3 مودېلى)، Term 1 Na Alg-3PVA- Mid 1 Na Alg – 4 Gly (B4 مودېلى)، Term 1 Na Alg-3PVA- Mid 1 Na Alg – 5 Gly (B5 مودېلى) ۋە Term 1 Na Alg-3PVA- Mid 1 Na Alg – 6 Gly (B6 مودېلى) نىڭ ئىسسىقلىق پارامېتىرلىرىنى ھېسابلاپ چىقتى، بۇنىڭ ئىچىدە (a) ئېنتالپىيە، (b) ئېنتروپىيە، (c) ئىسسىقلىق سىغىمى، (d) ئەركىن ئېنېرگىيە ۋە (e) شەكىللىنىش ئىسسىقلىقى بار.
بۇنىڭدىن باشقا، 1-تۈردىكى Na Alg-3PVA- Mid 1 Na Alg-6 Gly نى ۋەكىللىك قىلىدىغان قۇرۇلما باشقا قۇرۇلمىلارغا سېلىشتۇرغاندا ئەڭ يۇقىرى ئېنتالپىيە، ئېنتروپىيە ۋە ئىسسىقلىق سىغىمىغا ئىگە. بۇلارنىڭ ئىچىدە، ئۇلارنىڭ قىممىتى 1-تۈردىكى Na Alg − 3PVA- Mid 1 Na Alg − 6 Gly دىكى 16.703 كالورىيە/مول، 257.990 كالورىيە/مول/K ۋە 131.323 كالورىيە/مولدىن 1-تۈردىكى Na Alg − 3PVA- Mid 1 Na Alg − 6 Gly دىكى 33.223 كالورىيە/مول، 420.038 كالورىيە/مول/K ۋە 275.923 كالورىيە/مولغا ئۆرلىگەن.
قانداقلا بولمىسۇن، 6d ۋە e رەسىملىرىدە ئەركىن ئېنېرگىيە ۋە ئاخىرقى شەكىللىنىش ئىسسىقلىقى (HF) نىڭ تېمپېراتۇرىغا باغلىقلىقى كۆرسىتىلدى. HF تەبىئىي ۋە ئۆلچەملىك شارائىتتا بىر مول ماددا ئېلېمېنتلىرىدىن ھاسىل بولغاندا يۈز بېرىدىغان ئېنتالپىيە ئۆزگىرىشى دەپ ئېنىقلىغىلى بولىدۇ. رەسىمدىن كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى، تەتقىق قىلىنغان بارلىق قۇرۇلمىلارنىڭ ئەركىن ئېنېرگىيەسى ۋە ئاخىرقى شەكىللىنىش ئىسسىقلىقى تېمپېراتۇرىغا سىزىقلىق باغلىنىشلىق، يەنى تېمپېراتۇرا ئاشقانچە ئاستا-ئاستا ۋە سىزىقلىق ھالدا ئاشىدۇ. بۇنىڭدىن باشقا، بۇ رەسىم يەنە 1-تېرمىن Na Alg − 3PVA- Mid 1 Na Alg − 6 Gly نى ئىپادىلەيدىغان قۇرۇلمىنىڭ ئەڭ تۆۋەن ئەركىن ئېنېرگىيە ۋە ئەڭ تۆۋەن HF غا ئىگە ئىكەنلىكىنى جەزملەشتۈردى. ھەر ئىككى پارامېتىر 1 Na Alg − 3PVA- Mid 1 Na Alg − 6 Gly تېرمىنالىدا -758.337 دىن -899.741 K cal/mol غا چۈشۈپ، -1,476.591 ۋە -1,828.523 K cal/mol غا چۈشتى. نەتىجىلەردىن كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى، HF گلىتسېرىن بىرلىكىنىڭ ئېشىشىغا ئەگىشىپ تۆۋەنلەيدۇ. بۇ دېگەنلىك، فۇنكسىيەلىك گۇرۇپپىلارنىڭ كۆپىيىشى سەۋەبىدىن، رېئاكسىيە ئىقتىدارىمۇ ئاشىدۇ، شۇڭا رېئاكسىيەنى ئېلىپ بېرىش ئۈچۈن ئازراق ئېنېرگىيە كېتىدۇ. بۇ، پلاستىكلاشتۇرۇلغان PVA/NaAlg نىڭ يۇقىرى رېئاكسىيە ئىقتىدارى سەۋەبىدىن باتارېيەلەردە ئىشلىتىشكە بولىدىغانلىقىنى ئىسپاتلايدۇ.
ئادەتتە، تېمپېراتۇرا تەسىرى ئىككى تۈرگە بۆلىنىدۇ: تۆۋەن تېمپېراتۇرا تەسىرى ۋە يۇقىرى تېمپېراتۇرا تەسىرى. تۆۋەن تېمپېراتۇرىنىڭ تەسىرى ئاساسلىقى گرېنلاندىيە، كانادا ۋە رۇسىيە قاتارلىق يۇقىرى كەڭلىكتىكى دۆلەتلەردە ھېس قىلىنىدۇ. قىشتا، بۇ جايلاردىكى سىرتقى ھاۋا تېمپېراتۇرىسى نۆل سېلسىيە گرادۇسىدىن خېلىلا تۆۋەن بولىدۇ. لىتىي ئىئون باتارېيەسىنىڭ ئۆمرى ۋە ئىقتىدارىغا تۆۋەن تېمپېراتۇرا، بولۇپمۇ توكقا ئۇلىنىدىغان ئارىلاشما ئېلېكتر ماشىنىلىرى، ساپ ئېلېكتر ماشىنىلىرى ۋە ئارىلاشما ئېلېكتر ماشىنىلىرىدا ئىشلىتىلىدىغان تېمپېراتۇرا تەسىر كۆرسىتىدۇ. ئالەم بوشلۇقىغا ساياھەت قىلىش لىتىي ئىئون باتارېيەسىنى تەلەپ قىلىدىغان يەنە بىر سوغۇق مۇھىت. مەسىلەن، مارستىكى تېمپېراتۇرا -120 سېلسىيە گرادۇسقىچە چۈشۈپ كېتىشى مۇمكىن، بۇ ئالەم كېمىسىدە لىتىي ئىئون باتارېيەسىنى ئىشلىتىشتە زور توسالغۇ پەيدا قىلىدۇ. تۆۋەن ئىشلەش تېمپېراتۇرىسى لىتىي ئىئون باتارېيەسىنىڭ زەرەت ئۆتكۈزۈش سۈرئىتى ۋە خىمىيىلىك رېئاكسىيە پائالىيىتىنىڭ تۆۋەنلىشىگە ئېلىپ كېلىپ، ئېلېكترود ئىچىدىكى لىتىي ئىئونلىرىنىڭ تارقىلىش سۈرئىتى ۋە ئېلېكترولىتتىكى ئىئون ئۆتكۈزۈشچانلىقىنىڭ تۆۋەنلىشىگە سەۋەب بولىدۇ. بۇ پارچىلىنىش ئېنېرگىيە سىغىمى ۋە قۇۋۋىتىنىڭ تۆۋەنلىشىگە، ھەتتا بەزىدە ئىقتىدارنىڭ تۆۋەنلىشىگە سەۋەب بولىدۇ53.
يۇقىرى تېمپېراتۇرا تەسىرى يۇقىرى ۋە تۆۋەن تېمپېراتۇرا مۇھىتى قاتارلىق كەڭ دائىرىلىك قوللىنىش مۇھىتىدا يۈز بېرىدۇ، تۆۋەن تېمپېراتۇرا تەسىرى ئاساسلىقى تۆۋەن تېمپېراتۇرا قوللىنىش مۇھىتى بىلەنلا چەكلىنىدۇ. تۆۋەن تېمپېراتۇرا تەسىرى ئاساسلىقى مۇھىت تېمپېراتۇرىسى بىلەن بەلگىلىنىدۇ، يۇقىرى تېمپېراتۇرا تەسىرى ئادەتتە لىتىي ئىئون باتارېيەسىنىڭ ئىشلىتىش جەريانىدىكى يۇقىرى تېمپېراتۇرىسى بىلەن تېخىمۇ توغرا مۇناسىۋەتلىك.
لىتىي ئىئون باتارېيەلىرى يۇقىرى توك شارائىتىدا (تېز قۇۋۋەتلەش ۋە تېز قۇۋۋەتلەش قاتارلىق) ئىسسىقلىق ھاسىل قىلىدۇ، بۇ ئىچكى تېمپېراتۇرىنىڭ ئۆرلىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. يۇقىرى تېمپېراتۇرىغا دۇچ كېلىش باتارېيەنىڭ ئىقتىدارىنىڭ تۆۋەنلىشىنى، جۈملىدىن سىغىمى ۋە قۇۋۋىتىنىڭ يوقىلىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. ئادەتتە، يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا لىتىينىڭ يوقىلىشى ۋە ئاكتىپ ماددىلارنىڭ قايتا ھاسىل بولۇشى قۇۋۋەتنىڭ يوقىلىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ، قۇۋۋەتنىڭ يوقىلىشى ئىچكى قارشىلىقنىڭ ئېشىشىدىن كېلىپ چىقىدۇ. ئەگەر تېمپېراتۇرا كونترولدىن چىقىپ كەتسە، ئىسسىقلىق ئېقىپ كېتىش يۈز بېرىدۇ، بۇ بەزى ئەھۋاللاردا ئۆزلۈكىدىن كۆيۈش ياكى ھەتتا پارتلاشنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ.
QSAR ھېسابلاشلىرى بىئولوگىيىلىك پائالىيەت بىلەن بىرىكمىلەرنىڭ قۇرۇلما خۇسۇسىيىتى ئوتتۇرىسىدىكى مۇناسىۋەتنى ئېنىقلاش ئۈچۈن ئىشلىتىلىدىغان ھېسابلاش ياكى ماتېماتىكىلىق مودېللاشتۇرۇش ئۇسۇلى. لايىھەلەنگەن بارلىق مولېكۇلا ئەلالاشتۇرۇلدى ۋە بەزى QSAR خۇسۇسىيەتلىرى PM6 سەۋىيىسىدە ھېسابلىنىدۇ. 3-جەدۋەلدە ھېسابلىنىدىغان QSAR چۈشەندۈرگۈچلىرىنىڭ بەزىلىرى كۆرسىتىلدى. بۇ خىل چۈشەندۈرگۈچلەرنىڭ مىساللىرى زەرەت، TDM، ئومۇمىي ئېنېرگىيە (E)، ئىئونلىشىش پوتېنسىيالى (IP)، Log P ۋە قۇتۇپلىشىشچانلىق (IP ۋە Log P نى بەلگىلەش فورمۇلاسى ئۈچۈن 1-جەدۋەلگە قاراڭ).
ھېسابلاش نەتىجىسى شۇنى كۆرسىتىپ بېرىدۇكى، تەتقىق قىلىنغان بارلىق قۇرۇلمىلارنىڭ ئومۇمىي زەرەتلىنىشى نۆلگە تەڭ، چۈنكى ئۇلار ئاساسىي ھالەتتە. تۇنجى قېتىملىق ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىش ئېھتىماللىقى ئۈچۈن، 3PVA-(C10) 2Na ئالگېزى ئۈچۈن گلىتسېرىننىڭ TDM قىممىتى 2.788 Debye ۋە 6.840 Debye بولغان، 3PVA-(C10) 2Na ئالگېزى 1، 2، 3، 4 ۋە 5 بىرلىك گلىتسېرىن بىلەن ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسەتكەندە، TDM قىممىتى ئايرىم-ئايرىم ھالدا 17.990 Debye، 8.848 Debye، 5.874 Debye، 7.568 Debye ۋە 12.779 Debye غا ئۆستۈرۈلگەن. TDM قىممىتى قانچە يۇقىرى بولسا، ئۇنىڭ مۇھىت بىلەن بولغان رېئاكسىيەسى شۇنچە يۇقىرى بولىدۇ.
ئومۇمىي ئېنېرگىيە (E) ھېسابلىنىپ چىقىلدى، گلىتسېرىن ۋە 3PVA-(C10)2 NaAlg نىڭ E قىممىتى ئايرىم-ئايرىم ھالدا -141.833 eV ۋە -200092.503 eV ئىكەنلىكى بايقالدى. بۇ ئارىدا، 3PVA-(C10)2 NaAlg نى ۋەكىللىك قىلىدىغان قۇرۇلمىلار 1، 2، 3، 4 ۋە 5 گلىتسېرىن بىرلىكى بىلەن ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىدۇ؛ E ئايرىم-ئايرىم ھالدا -996.837، -1108.440، -1238.740، -1372.075 ۋە -1548.031 eV غا ئايلىنىدۇ. گلىتسېرىن مىقدارىنىڭ ئېشىشى ئومۇمىي ئېنېرگىيەنىڭ تۆۋەنلىشىگە ۋە شۇنىڭ بىلەن رېئاكتىپلىقنىڭ ئېشىشىغا ئېلىپ كېلىدۇ. ئومۇمىي ئېنېرگىيە ھېسابلاش ئاساسىدا، 3PVA-2Na Alg-5 Gly بولغان مودېل مولېكۇلاسىنىڭ باشقا مودېل مولېكۇلالىرىغا قارىغاندا تېخىمۇ رېئاكتىپ ئىكەنلىكى يەكۈنلەندى. بۇ ھادىسە ئۇلارنىڭ قۇرۇلمىسى بىلەن مۇناسىۋەتلىك. 3PVA-(C10)2NaAlg پەقەت ئىككى -COONa گۇرۇپپىسىنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ، باشقا قۇرۇلمىلار ئىككى -COONa گۇرۇپپىسىنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ، ئەمما بىر قانچە OH گۇرۇپپىسىنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ، بۇ ئۇلارنىڭ مۇھىتقا بولغان ئىنكاسىنىڭ ئاشقانلىقىدىن دېرەك بېرىدۇ.
بۇنىڭدىن باشقا، بۇ تەتقىقاتتا بارلىق قۇرۇلمىلارنىڭ ئىئونلىشىش ئېنېرگىيەسى (IE) كۆزدە تۇتۇلىدۇ. ئىئونلىشىش ئېنېرگىيەسى تەتقىق قىلىنىۋاتقان مودېلنىڭ رېئاكتىپلىقىنى ئۆلچەشتىكى مۇھىم پارامېتىر. بىر ئېلېكتروننى مولېكۇلانىڭ بىر نۇقتىسىدىن چەكسىزلىككە يۆتكەش ئۈچۈن لازىم بولغان ئېنېرگىيە ئىئونلىشىش ئېنېرگىيەسى دەپ ئاتىلىدۇ. ئۇ مولېكۇلانىڭ ئىئونلىشىش دەرىجىسىنى (يەنى رېئاكتىپلىقىنى) ئىپادىلەيدۇ. ئىئونلىشىش ئېنېرگىيەسى قانچە يۇقىرى بولسا، رېئاكتىپلىقى شۇنچە تۆۋەن بولىدۇ. 3PVA-(C10)2NaAlg نىڭ 1، 2، 3، 4 ۋە 5 گلىتسېرىن بىرلىكى بىلەن ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىشىنىڭ IE نەتىجىسى ئايرىم-ئايرىم ھالدا -9.256، -9.393، -9.393، -9.248 ۋە -9.323 eV بولغان، گلىتسېرىن ۋە 3PVA-(C10)2NaAlg نىڭ IE لىرى ئايرىم-ئايرىم ھالدا -5.157 ۋە -9.341 eV بولغان. گلىتسېرىن قوشۇلغاندا IP قىممىتى تۆۋەنلىگەچكە، مولېكۇلا رېئاكسىيەسى ئاشتى، بۇ PVA/NaAlg/گلىتسېرىن مودېل مولېكۇلاسىنىڭ ئېلېكتروخىمىيەلىك ئۈسكۈنىلەردە قوللىنىلىشىنى كۈچەيتتى.
3-جەدۋەلدىكى بەشىنچى تەسۋىرلىگۈچى Log P بولۇپ، ئۇ بۆلۈنۈش كوئېففىتسېنتىنىڭ لوگارىفىمى بولۇپ، تەتقىق قىلىنىۋاتقان قۇرۇلمىنىڭ سۇغا چىداملىق ياكى سۇغا چىداملىق ئىكەنلىكىنى چۈشەندۈرۈشكە ئىشلىتىلىدۇ. Log P نىڭ مەنپىي قىممىتى سۇغا چىداملىق مولېكۇلانى كۆرسىتىدۇ، يەنى ئۇ سۇدا ئاسان ئېرىيدۇ، ئورگانىك ئېرىتكۈچىلەردە ناچار ئېرىيدۇ. مۇسبەت قىممەت بولسا ئەكسىچە جەرياننى كۆرسىتىدۇ.
قولغا كەلتۈرۈلگەن نەتىجىلەرگە ئاساسەن، بارلىق قۇرۇلمىلارنىڭ سۇغا چىداملىق ئىكەنلىكى توغرىسىدا يەكۈنگە كېلىشكە بولىدۇ، چۈنكى ئۇلارنىڭ Log P قىممىتى (3PVA-(C10)2Na Alg − 1Gly، 3PVA-(C10)2Na Alg − 2Gly، 3PVA-(C10)2Na Alg − 3Gly، 3PVA-(C10)2Na Alg − 4Gly ۋە 3PVA-(C10)2Na Alg − 5Gly) ئايرىم-ئايرىم ھالدا -3.537، -5.261، -6.342، -7.423 ۋە -8.504، گلىتسېرىننىڭ Log P قىممىتى پەقەت -1.081، 3PVA-(C10)2Na Alg پەقەت -3.100. بۇ دېگەنلىك، تەتقىق قىلىنىۋاتقان قۇرۇلمىنىڭ خۇسۇسىيىتى سۇ مولېكۇلاسى ئۇنىڭ قۇرۇلمىسىغا كىرگۈزۈلگەنگە ئەگىشىپ ئۆزگىرىدۇ.
ئاخىرىدا، بارلىق قۇرۇلمىلارنىڭ قۇتۇپلىشىشچانلىقى PM6 سەۋىيەسىدە يېرىم ئەمەلىي ئۇسۇل ئارقىلىق ھېسابلىنىدۇ. ئىلگىرى كۆپىنچە ماتېرىياللارنىڭ قۇتۇپلىشىشچانلىقى ھەر خىل ئامىللارغا باغلىق ئىكەنلىكى تىلغا ئېلىنغان. ئەڭ مۇھىم ئامىل تەتقىق قىلىنىۋاتقان قۇرۇلمىنىڭ ھەجىمى. 3PVA بىلەن 2NaAlg ئوتتۇرىسىدىكى بىرىنچى تىپتىكى ئۆز-ئارا تەسىرنى ئۆز ئىچىگە ئالغان بارلىق قۇرۇلمىلار ئۈچۈن (ئۆز-ئارا تەسىر 10-نومۇرلۇق كاربون ئاتوم ئارقىلىق يۈز بېرىدۇ)، قۇتۇپلىشىشچانلىقى گلىتسېرىن قوشۇش ئارقىلىق ياخشىلىنىدۇ. قۇتۇپلىشىشچانلىقى 1، 2، 3، 4 ۋە 5 گلىتسېرىن بىرلىكى بىلەن ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىش سەۋەبىدىن 29.690 Å دىن 35.076، 40.665، 45.177، 50.239 ۋە 54.638 Å گىچە ئاشىدۇ. شۇڭا، قۇتۇپلىشىشچانلىقى ئەڭ يۇقىرى مودېل مولېكۇلاسىنىڭ 3PVA-(C10)2NaAlg−5Gly ئىكەنلىكى، قۇتۇپلىشىشچانلىقى ئەڭ تۆۋەن مودېل مولېكۇلاسىنىڭ بولسا 29.690 Å ئىكەنلىكى بايقالدى.
QSAR چۈشەندۈرگۈچلىرىنى باھالاش ئارقىلىق، 3PVA-(C10)2NaAlg − 5Gly نى ۋەكىللىك قىلىدىغان قۇرۇلمىنىڭ تۇنجى تەكلىپ قىلىنغان ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىش ئۈچۈن ئەڭ رېئاكتىپ ئىكەنلىكى ئاشكارىلاندى.
PVA تىرىمېر بىلەن NaAlg دىمېر ئوتتۇرىسىدىكى ئىككىنچى ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىش ھالىتى ئۈچۈن، نەتىجىلەر ئۇلارنىڭ زەرەتلىرىنىڭ ئالدىنقى بۆلۈمدە بىرىنچى ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىش ئۈچۈن تەكلىپ قىلىنغان زەرەتلەرگە ئوخشايدىغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. بارلىق قۇرۇلمىلارنىڭ ئېلېكترونلۇق زەرەتلىرى نۆل، يەنى ئۇلارنىڭ ھەممىسى ئاساسىي ھالەتتە.
4-جەدۋەلدە كۆرسىتىلگەندەك، 1-تۈردىكى Na Alg − 3PVA-Mid 1 Na Alg نىڭ TDM قىممىتى (PM6 سەۋىيەسىدە ھېسابلىغاندا) 1-تۈردىكى Na Alg − 3PVA-Mid 1 Na Alg 1، 2، 3، 4، 5 ۋە 6 بىرلىك گلىتسېرىن بىلەن رېئاكسىيە قىلغاندا، 1-تۈردىكى Na Alg − 3PVA-Mid 1 Na Alg نىڭ TDM قىممىتى 11.581 Debye دىن 15.756، 19.720، 21.756، 22.732، 15.507 ۋە 15.756 گىچە ئۆرلىگەن. قانداقلا بولمىسۇن، ئومۇمىي ئېنېرگىيە گلىتسېرىن بىرلىكلىرىنىڭ سانىنىڭ ئېشىشىغا ئەگىشىپ تۆۋەنلەيدۇ، ھەمدە 1-تۈرۈم Na Alg − 3PVA- Mid 1 Na Alg بەلگىلىك ساندىكى گلىتسېرىن بىرلىكلىرى بىلەن (1 دىن 6 گىچە) ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسەتكەندە، ئومۇمىي ئېنېرگىيە ئايرىم-ئايرىم ھالدا − 996.985، − 1129.013، − 1267.211، − 1321.775، − 1418.964 ۋە − 1637.432 eV بولىدۇ.
ئىككىنچى ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىش ئېھتىماللىقى ئۈچۈن، IP، Log P ۋە قۇتۇپلىشىشچانلىقىمۇ PM6 نەزەرىيە سەۋىيەسىدە ھېسابلىنىدۇ. شۇڭا، ئۇلار مولېكۇلا رېئاكتىپلىقىنىڭ ئەڭ كۈچلۈك ئۈچ تەسۋىرىنى قارىدى. 1، 2، 3، 4، 5 ۋە 6 گلىتسېرىن بىرلىكى بىلەن ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىدىغان 1-ئۇچ Na Alg-3PVA-Mid 1 Na Alg نى ۋەكىللىك قىلىدىغان قۇرۇلمىلار ئۈچۈن، IP −9.385 eV دىن −8.946، −8.848، −8.430، −9.537، −7.997 ۋە −8.900 eV غىچە ئاشىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، 1-ئۇچ Na Alg-3PVA-Mid 1 Na Alg نىڭ گلىتسېرىن بىلەن سۇلياۋلىشىشى سەۋەبىدىن ھېسابلىغان Log P قىممىتى تۆۋەن بولدى. گلىتسېرىن مىقدارى 1 دىن 6 گىچە ئاشقاندا، ئۇنىڭ قىممىتى -3.643 ئەمەس، بەلكى -5.334، -6.415، -7.496، -9.096، -9.861 ۋە -10.53 گە ئايلىنىدۇ. ئاخىرىدا، قۇتۇپلىشىش سانلىق مەلۇماتلىرى گلىتسېرىن مىقدارىنى ئاشۇرۇش 1-تۈردىكى Na Alg-3PVA- Mid 1 Na Alg نىڭ قۇتۇپلىشىشچانلىقىنى ئاشۇرغانلىقىنى كۆرسەتتى. 6 گلىتسېرىن بىرلىكى بىلەن ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسەتكەندىن كېيىن، مودېل مولېكۇلا Term 1 Na Alg-3PVA- Mid 1 Na Alg نىڭ قۇتۇپلىشىشچانلىقى 31.703 Å دىن 63.198 Å گىچە ئاشقان. ئىككىنچى ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىش ئېھتىماللىقىدىكى گلىتسېرىن بىرلىكىنىڭ سانىنى كۆپەيتىش ئارقىلىق، ئاتوملارنىڭ سانى كۆپ ۋە مۇرەككەپ قۇرۇلمىغا قارىماي، گلىتسېرىن مىقدارىنىڭ ئېشىشى بىلەن ئىقتىدارنىڭ يەنىلا ياخشىلىنىدىغانلىقىنى جەزملەشتۈرۈشكە بولىدىغانلىقىنى ئەسكەرتىش كېرەك. شۇڭا، مەۋجۇت PVA/Na Alg/گلىتسېرىن مودېلىنىڭ قىسمەن لىتىي ئىئون باتارېيەسىنىڭ ئورنىنى ئالالايدىغانلىقىنى ئېيتىشقا بولىدۇ، ئەمما تېخىمۇ كۆپ تەتقىقات ۋە تەرەققىياتقا ئېھتىياجلىق.
بىر يۈزنىڭ ئادسوربات بىلەن باغلىنىش ئىقتىدارىنى خاراكتېرلەندۈرۈش ۋە سىستېمىلار ئوتتۇرىسىدىكى ئۆزگىچە ئۆز-ئارا تەسىرنى باھالاش ئۈچۈن، ھەر قانداق ئىككى ئاتوم ئوتتۇرىسىدىكى باغلىنىش تىپى، مولېكۇلا ئارا ۋە مولېكۇلا ئىچىدىكى ئۆز-ئارا تەسىرنىڭ مۇرەككەپلىكى ۋە يۈز بىلەن ئادسوربېنتنىڭ ئېلېكترون زىچلىقىنىڭ تەقسىملىنىشى قاتارلىقلارنى بىلىش كېرەك. ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىدىغان ئاتوملار ئوتتۇرىسىدىكى باغلىنىش كرىتىك نۇقتىسىدىكى (BCP) ئېلېكترون زىچلىقى QTAIM ئانالىزىدا باغلىنىش كۈچىنى باھالاشتا ئىنتايىن مۇھىم. ئېلېكترون زەرەت زىچلىقى قانچە يۇقىرى بولسا، كوۋالېنتلىق ئۆز-ئارا تەسىر شۇنچە مۇقىم بولىدۇ، ئادەتتە، بۇ كرىتىك نۇقتىلاردىكى ئېلېكترون زىچلىقى شۇنچە يۇقىرى بولىدۇ. ئۇنىڭدىن باشقا، ئەگەر ئومۇمىي ئېلېكترون ئېنېرگىيە زىچلىقى (H(r)) ۋە لاپلاس زەرەت زىچلىقى (∇2ρ(r)) نىڭ ھەر ئىككىسى 0 دىن كىچىك بولسا، بۇ كوۋالېنتلىق (ئادەتتىكى) ئۆز-ئارا تەسىرنىڭ بارلىقىنى كۆرسىتىدۇ. يەنە بىر تەرەپتىن، ∇2ρ(r) ۋە H(r) 0.54 دىن چوڭ بولغاندا، بۇ ئاجىز ھىدروگېن باغلىنىشى، ۋان دېر ۋائالس كۈچى ۋە ئېلېكتروستاتىك ئۆز-ئارا تەسىر قاتارلىق كوۋالېنتسىز (يېپىق قېپىق) ئۆز-ئارا تەسىرنىڭ بارلىقىنى كۆرسىتىدۇ. QTAIM ئانالىزى 7- ۋە 8- رەسىملەردە كۆرسىتىلگەندەك، تەتقىق قىلىنغان قۇرۇلمىلاردىكى كوۋالېنتسىز ئۆز-ئارا تەسىرنىڭ خاراكتېرىنى ئاشكارىلىدى. ئانالىزغا ئاساسلانغاندا، 3PVA − 2Na Alg ۋە Term 1 Na Alg − 3PVA –Mid 1 Na Alg نى ۋەكىللىك قىلىدىغان مودېل مولېكۇلالىرى ھەر خىل گلىتسىن بىرلىكلىرى بىلەن ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىدىغان مولېكۇلالارغا قارىغاندا يۇقىرى مۇقىملىقنى كۆرسەتتى. بۇنىڭ سەۋەبى، ئالگىنات قۇرۇلمىسىدا كۆپرەك ئۇچرايدىغان بىر قاتار كوۋالېنتسىز ئۆز-ئارا تەسىرلەر، مەسىلەن ئېلېكتروستاتىك ئۆز-ئارا تەسىر ۋە ھىدروگېن باغلىنىشى، ئالگىناتنىڭ كومپوزىتلارنى مۇقىملاشتۇرۇشىغا شارائىت ھازىرلايدۇ. ئۇنىڭدىن باشقا، بىزنىڭ نەتىجىلىرىمىز 3PVA − 2Na Alg ۋە Term 1 Na Alg − 3PVA –Mid 1 Na Alg مودېل مودېل مولېكۇلالىرى بىلەن گلىتسىن ئوتتۇرىسىدىكى كوۋالېنتسىز ئۆز-ئارا تەسىرنىڭ مۇھىملىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ، بۇ گلىتسىننىڭ كومپوزىتلارنىڭ ئومۇمىي ئېلېكترونلۇق مۇھىتىنى ئۆزگەرتىشتە مۇھىم رول ئوينايدىغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ.
(a) 0 Gly، (b) 1 Gly، (c) 2 Gly، (d) 3 Gly، (e) 4 Gly ۋە (f) 5Gly بىلەن ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىدىغان 3PVA − 2NaAlg مودېل مولېكۇلاسىنىڭ QTAIM ئانالىزى.