nature.com daawwachuu keessaniif galatoomaa. Vershiniin biraawzari ati fayyadamaa jirtu deeggarsa CSS daangeffame qaba. Muuxannoo gaarii argachuuf, gosa biraawzari isa haaraa fayyadamuu (ykn haala walsimsiisaa Internet Explorer keessatti cufuu) ni gorsina. Dabalataanis, deeggarsa itti fufiinsa qabu mirkaneessuuf, marsariitiin kun akkaataa ykn JaavaScript hin hammatu.
Qabeenya soodiyemii baay’ee irraa kan ka’e baatiriiwwan soodiyeem-ayoon (NIB) kuusaa anniisaa elektirookeemikaalaaf furmaata filannoo abdachiisaa bakka bu’u. Yeroo ammaa kana guddina teeknooloojii NIB keessatti gufuun guddaan meeshaalee elektiroodii yeroo dheeraaf ayoonota soodiyemii duubatti deebi’anii kuusuu/gadi lakkisuu danda’an dhabuudha. Kanaafuu, kaayyoon qorannoo kanaa dhiibbaa daballiin gilsaaroolii makaa alkoolii poliiviinii (PVA) fi soodiyeem alginaayitii (NaAlg) akka meeshaalee elektiroodii NIBtti qabu ti’ooriidhaan qorachuudha. Qorannoon kun ibsitoota hariiroo caasaa-sochii elektirooniksii, ho’aa fi baay’inaan (QSAR) elektiroolayitii poliimarii PVA, soodiyeem alginaayitii fi makaa gilsaaroolii irratti hundaa’an irratti xiyyeeffata. Amaloonni kunniin mala walakkaa empirikaa fi ti’oorii dalagaa density (DFT) fayyadamuun qoratamu. Xiinxalli caasaa bal’ina walnyaatinsa PVA/alginate fi glycerol gidduu jiru waan mul’iseef, anniisaan qaawwa baandii (Fkn) qoratameera. Bu’aan qorannoo kanaa akka agarsiisutti, gilsarooliin itti dabalamuun gatii Eg gara 0.2814 eVtti akka hir’atu taasisa. Fuulli pooteenshaala elektiroo-istaatikii molakiyuulaa (MESP) raabsa naannoolee elektirooniin badhaadhanii fi elektiroonii hin qabnee fi chaarjiiwwan molakiyuulaa sirna elektiroolayitii guutuu keessatti agarsiisa. Paaraameetotni ho’aa qorataman entalpii (H), intiroopii (ΔS), dandeettii ho’aa (Cp), anniisaa bilisaa Giibs (G) fi ho’a uumamuu kan dabalatudha. Kana malees, ibsitoonni hariiroo caasaa-sochii baay’inaan (QSAR) hedduu kanneen akka momeentii daayipoolii waliigalaa (TDM), anniisaa waliigalaa (E), pooteenshaala ayoonisaayizii (IP), Log P fi poolarizability qoratamaniiru. Bu’aan qorannoo kanaa akka agarsiisutti ho’i fi qabiyyee gilsaroolii dabaluu wajjin H, ΔS, Cp, G fi TDM dabaluu isaati. Gama biraatiin ho’i uumamuu, IP fi E hir’ateera, kunis reactivity fi polarizability fooyyesse. Kana malees, gilsaroolii dabaluudhaan voolteejiin seelii gara 2.488 V. Shallaggiin DFT fi PM6 elektiroolayitii baasii xiqqaa PVA/Na Alg gilsaroolii irratti hundaa’e irratti hundaa’uun baatirii litiyeem-ayoon sababa dalagaa hedduu qabaachuu isaaniitiin gartokkoon bakka buusuu akka danda’an agarsiisa, garuu fooyya’iinsi dabalataa fi qorannoon barbaachisaadha.
Baatiriiwwan litiyeem-ayoon (LIB) bal’inaan kan itti fayyadaman ta’us, umurii marsaa gabaabaa, baasii guddaa fi yaaddoo nageenyaa isaanii irraa kan ka’e hojiirra oolmaan isaanii daangaa hedduu qaba. Baatiriiwwan soodiyeem-ayoon (SIB) bal’inaan argamuu isaanii, baasii xiqqaa fi summii elementii soodiyemii waan hin qabneef LIB’f filannoo hojiirra ooluu danda’u ta’uu danda’u. Baatiriiwwan soodiyeem-ayoon (SIB) meeshaalee elektirookeemikaalaaf sirna kuusaa anniisaa barbaachisaa ta’aa dhufeera1. Baatiriiwwan soodiyeem-ayoon geejjibaa ayoon mijeessuuf akkasumas kaarentii elektirikii maddisiisuudhaaf elektiroolayitii irratti baay’ee hirkatu2,3. Elektiroolayitoonni dhangala’oo baay’inaan soogidda sibiilaa fi furdaa orgaanikii irraa kan ijaaramani dha. Fayyadamni qabatamaa nageenya elektiroolayitii dhangala’oo of eeggannoodhaan ilaaluu barbaachisa, keessumaa yeroo baatiriin dhiibbaa ho’aa ykn elektirikii irra ga’u4.
Baatiriiwwan soodiyeem-ayoon (SIB) kuufama galaanaa baay’ee, summii hin qabnee fi baasii meeshaa xiqqaa ta’uu isaanii irraa kan ka’e yeroo dhiyootti baatirii litiyeem-ayoon bakka bu’u jedhamee eegama. Walnyaatinsi naanomaateriyaalotaa guddina meeshaalee kuusaa daataa, elektirooniksii fi optikaalaa saffisiiseera. Qaamni barreeffamootaa guddaan baatirii soodiyeem-ayoon keessatti fayyadama naannoo caasaa adda addaa (fkn, oksaayidii sibiilaa, giraafiinii, naannootuubii fi fulareen) agarsiiseera. Qorannoon meeshaalee anoodii, poliimaroota dabalatee, baatirii soodiyeem-ayoon baay’ee fayyadamuu fi naannoodhaaf mijachuu isaanii irraa kan ka’e qopheessuu irratti xiyyeeffateera. Fedhiin qorannoo damee baatirii poliimarii irra deebiin chaarjii ta’u irratti akka dabalu shakkii hin qabu. Meeshaaleen elektiroodii poliimarii haaraa caasaa fi amaloota addaa qaban teeknooloojiiwwan kuusaa anniisaa naannoodhaaf mijatoo ta’aniif karaa saaquu hin oolan. Meeshaaleen elektiroodii poliimarii adda addaa baatirii soodiyeem-ayoon keessatti akka fayyadamaniif qorataman ta’us, dirree kun ammallee sadarkaa jalqabaa irra jira. Baatirii soodiyeem-ayoontiif, meeshaaleen poliimarii baay’een kanneen qindaa’ina caasaa adda addaa qaban qoratamuu qabu. Beekumsa amma qabnu mala kuusaa ayoonota soodiyemii meeshaalee elektiroodii poliimarii keessatti qaban irratti hundaa’uun, gareewwan kaarboonii, raadikaalonni bilisaa fi heeterooatoomonni sirna konjugeetii keessatti akka iddoo sochii ayoonota soodiyemii wajjin wal-nyaatinsaatti tajaajiluu akka danda’an tilmaamuun ni danda’ama. Kanaafuu, poliimaroota haaraa dhangala’aa iddoowwan sochii qaban kanaa ol’aanaa qaban hojjechuun murteessaadha. Geel poliimarii elektiroolayitiin (GPE) teknooloojii filannoo amanamummaa baatirii, dabarsuu ayoon, dhangala’aa hin qabne, socho’uu olaanaa, fi raawwii gaarii fooyyessuudha12.
Maatiriksiin poliimarii meeshaalee akka PVA fi poliitiiliinii oksaayidii (PEO)13 of keessatti qabata. Jeel permeable polymer (GPE) elektiroolayitii dhangala’aa maatiriksii poliimarii keessa jiru akka hin sochoone kan godhu yoo ta’u, kunis balaa dhangala’uu addaan baastoota daldalaa wajjin wal bira qabamee yoo ilaalamu hir’isa14. PVAn poliimarii sinteetikii baayoo-diigamuudha. Permitiviitii olaanaa kan qabu, gatii xiqqaa fi summii kan hin qabne dha. Meeshaan kun amaloota fiilmii uumuu, tasgabbii keemikaalaa fi maxxanuu isaatiin beekama. Akkasumas gareewwan dalagaa (OH) fi dhangala’aa pooteenshaala qaxxaamuraa ol’aanaa qaba15,16,17. Tooftaaleen poliimarii makaa, pilaastikaayizari dabaluu, kompozitii dabaluu fi bakka jirutti poliimaarizeeshiniin dabarsuu elektiroolayitii poliimarii PVA irratti hundaa’e fooyyessuudhaan kiristallina maatriksii hir’isuu fi socho’ummaa sansalataa guddisuuf fayyadamaniiru18,19,20.
Walnyaatinsi meeshaalee poliimerii hojii industiriidhaaf oolu qopheessuuf mala barbaachisaa dha. Yeroo baayyee makaan poliimarii kan itti fayyadamu: (1) amaloota adeemsa poliimaroota uumamaa hojiiwwan industirii keessatti fooyyessuu; (2) amaloota keemikaalaa, fiizikaalaa fi makaanikaa meeshaalee biyyoodhaan manca’an fooyyessuu; fi (3) fedhii meeshaalee haaraa indaastirii qaphxii nyaataa keessatti saffisaan jijjiiramaa jiruun madaquu. Koopoliimaarizeeshinii irraa adda ta’ee, makaan poliimarii adeemsa baasii xiqqaa qabuu fi adeemsa keemikaalaa walxaxaa osoo hin taane adeemsa fiizikaalaa salphaa fayyadamuun amaloota barbaadamu galmaan ga’uudha21. Hoomoopooliimeroota uumuuf, poliimaroota adda addaa humnoota daayipoolii-daayipoolii, hidhoo haayidiroojiinii ykn kompileeksoota chaarjii-dabarsuutiin wal-nyaachuu danda’u22,23. Walnyaatinsi poliimaroota uumamaa fi sinteetikii irraa hojjetaman baayoo-walsimsiisaa gaarii amaloota makaanikaa gaarii ta’an walitti makuun baasii oomishaa xiqqaadhaan meeshaa olaanaa uumuu danda’a24,25. Kanaafuu, poliimaroota sinteetikii fi uumamaa walitti makuun meeshaalee poliimerii baayoo-barbaachisoo ta’an uumuuf fedhiin guddaan jira. PVAn soodiyeem alginate (NaAlg), seeloosa, chitosan fi starch26 waliin walitti makamuu danda’a.
Sodiyeem alginaayitiin poliimarii uumamaa fi poolisaakaayidii aniyaanii kan algee bunni galaanaa irraa baafameedha. Sodiyaam alginaayitiin β-(1-4)-walqabsiifame D-manuronic acid (M) fi α-(1-4)-walqabsiifame L-guluronic acid (G) bifa homopolymeric (poly-M fi poly-G) fi heteropolymeric blocks (MG ykn GM)27tti gurmaa’e of keessaa qaba. Qabiyyee fi reeshiyoon firaakshinii bilookii M fi G amaloota keemikaalaa fi fiizikaalaa alginate irratti dhiibbaa guddaa qaba28,29. Sodiyeem alginaayitiin baayoo-diigamuu, baayoo-walsimsiisaa, baasii xiqqaa, amaloota fiilmii uumuu gaarii, fi summii hin qabne irraa kan ka’e bal’inaan itti fayyadamaa fi qoratama. Haa ta’u malee, gareewwan haayidirooksiilii bilisaa (OH) fi kaarboksiileetii (COO) baay’een sansalata alginaayitii keessatti argaman alginaayitiin baay’ee haayidiroofilik taasisa. Haa ta’u malee, alginate sababa cabbii fi jabina isaatiin amaloota makaanikaa gaarii hin taane qaba. Kanaafuu, alginate meeshaalee sinteetikii biroo waliin walitti makuun miira bishaanii fi amaloota makaanikaa fooyyessuu ni danda’ama30,31.
Meeshaalee elektiroodii haaraa dizaayinii gochuun dura yeroo baay’ee shallaggiin DFT dandeettii fabrication meeshaalee haaraa madaaluuf fayyadama. Kana malees, saayintistoonni bu’aa yaalii mirkaneessuu fi tilmaamuuf, yeroo qusachuuf, qisaasama keemikaalaa hir’isuuf, fi amala wal-nyaatinsaa tilmaamuuf moodeela molakiyuulaa fayyadamu32. Moodeelli molakiyuulaa damee saayinsii humna guddaa fi barbaachisaa ta’e ta’ee jira, dameewwan hedduu irratti, kanneen akka saayinsii meeshaalee, naannoo maateriyaalota, keemistiri shallaggii, fi argannoo qoricha dabalatee33,34. Sagantaa moodeela fayyadamuun saayintistoonni kallattiin daataa molakiyuulaa argachuu danda’u, kunis anniisaa (ho’a uumamuu, pooteenshaala ayoonisaayizii, anniisaa hojiitti hiikuu fi kkf) fi ji’oomeetirii (kofoota hidhoo, dheerina hidhoo, fi kofoota torshinii)35. Kana malees, amaloonni elektirooniksii (chaarjii, anniisaa qaawwa baandii HOMO fi LUMO, firooma elektiroonii), amaloonni ispeektaraa (haala raafama amala fi cimina kan akka ispeektaroota FTIR), fi amaloota hedduu (jildii, tamsa’ina, viskoositii, moojuulasii fi kkf)36 shallagamuu danda’u.
LiNiPO4 sababa dhangala’aa anniisaa olaanaa (voolteejii hojii gara 5.1 V) ta’een meeshaalee elektiroodii pozaatiivii baatirii litiyeem-ayoon waliin dorgomuu keessatti faayidaa qabaachuu danda’u agarsiisa. Faayidaa LiNiPO4 naannoo voolteejii olaanaa keessatti qabu guutummaatti fayyadamuuf, elektiroolayitiin voolteejii olaanaa amma guddate voolteejii 4.8 V gadi qofa irratti haalaan tasgabbaa’ee turuu waan danda’uuf voolteejiin hojii gadi buusuun barbaachisaadha.Zhang et al. doping sibiilota ce’umsaa 3d, 4d, fi 5d hunda bakka Ni LiNiPO4 keessatti qorate, akkaataa doping raawwii elektirookeemikaalaa gaarii qabu filate, fi tasgabbii fira raawwii elektirookeemikaalaa isaa eeguun voolteejii hojii LiNiPO4 sirreessa. Voltaajiin hojii gadi aanaan isaan argatan Ti, Nb, fi Ta-doped LiNiPO4 tiif 4.21, 3.76, fi 3.5037 ture.
Kanaafuu, kaayyoon qorannoo kanaa, baatirii ayoon-ayoon irra deebiin chaarjii ta’u keessatti hojiirra oolmaa isaaf shallaggii makaanikaa kuwantum fayyadamuun dhiibbaa gilsarooliin akka pilaastikaayizarii amaloota elektirooniksii, ibsitoota QSAR fi amaloota ho’aa sirna PVA/NaAlg irratti qabu ti’ooriidhaan qorachuudha. Walnyaatinsi molakiyuulaa moodeela PVA/NaAlg fi gilsaroolii gidduu jiru ti’oorii atoomii kuwantum molakiyuulotaa Bader (QTAIM) fayyadamuun xiinxalameera.
Moodeelli molakiyuulii walnyaatinsa PVA NaAlg waliin fi sana booda gilsaroolii waliin bakka bu’u DFT fayyadamuun fooyya’eera. Moodeelli kun kan shallagame sooftiweeri Gaussian 0938 fayyadamuun kutaa Ispeektaroskoopii, Giddugala Qorannoo Biyyaalessaa, Kaayiroo, Masrii keessatti. Moodeelotni sadarkaa B3LYP/6-311G(d, p) irratti DFT fayyadamuun fooyya’aniiru39,40,41,42. Walnyaatinsa moodeelota qorataman gidduu jiru mirkaneessuuf qorannoowwan firikuweensii sadarkaa ti’oorii walfakkaataa irratti raawwataman tasgabbii ji’oomeetirii fooyya’e agarsiisu. Firikuweensii madaalaman hunda gidduutti firikuweensii negaatiivii jiraachuu dhabuun isaa caasaa yaadame minima pozaatiivii dhugaa keessatti fuula anniisaa pooteenshiyaalii irratti calaqqisiisa. Paaraameetotni fiizikaalaa kanneen akka TDM, HOMO/LUMO anniisaa qaawwa baandii fi MESP sadarkaa makaanikaa kuwantum ti’oorii walfakkaataa irratti shallagameera. Kana malees, paaraameetotni ho’aa tokko tokko kanneen akka ho’a dhumaa uumamuu, anniisaa bilisaa, intiroopii, entalpii fi dandeettii ho’aa foormulaawwan gabatee 1 irratti kennaman fayyadamuun shallagameera.Moodeelotni qorataman kun wal-nyaatinsa fuula caasaa qorataman irratti uumamu adda baasuuf jecha xiinxala ti’oorii kuwantum atoomota molakiyuulota keessatti (QTAIM) taasifamaniiru. Shallaggiiwwan kun ajaja “output=wfn” jedhu kan koodii sooftiweerii Gaussian 09 keessatti fayyadamuun kan raawwataman yoo ta’u, sana booda koodii sooftiweerii Avogadro fayyadamuun mul’ifamaniiru43.
Bakka E anniisaa keessoo, P dhiibbaa, V ulfaatina, Q jijjiirraa ho’aa sirnichaa fi naannoo isaa gidduu jiru, T teempireechara, ΔH jijjiirama entalpii, ΔG jijjiirama anniisaa bilisaa, ΔS jijjiirama intiroopii, a fi b paaraameetota raafama, q chaarjii atoomii, fi C dhangala’aa elektiroonii atoomii ta’etti44,45. Dhumarrattis, caasaa walfakkaataa kan fooyya’ee fi paaraameetotni QSAR sadarkaa PM6 irratti koodii sooftiweeri SCIGRESS46 fayyadamuun kutaa Ispeektaroskoopii Giddugala Qorannoo Biyyaalessaa Kaayiroo, Masrii keessatti shallagameera.
Hojii keenya kanaan duraa47 keessatti, wal-nyaatinsa yuunitii PVA sadii yuunitii NaAlg lama waliin, gilsaarooliin akka pilaastikaayizarii ta’ee hojjetu ibsu moodeela baay’ee carraa ta’e madaalleerra. Akkuma armaan olitti ibsame, walnyaatinsi PVA fi NaAlg carraa lamatu jira. Moodeelotni lamaan, 3PVA-2Na Alg (lakkoofsa kaarboonii 10 irratti hundaa’uun) fi Term 1Na Alg-3PVA-Mid 1Na Alg jedhaman, caasaalee biroo ilaalamaniin wal bira qabamee yoo ilaalamu gatii qaawwa anniisaa isa xiqqaa48 qabu. Kanaafuu, dhiibbaan dabalata Gly moodeela baay’ee carraa ta’e kan poliimarii makaa PVA/Na Alg irratti qabu caasaa lamaan boodaa fayyadamuun qoratameera: 3PVA-(C10)2Na Alg (salphaa ta’uuf 3PVA-2Na Alg jedhamee waamamu) fi Term 1 Na Alg − 3PVA-Mid 1 Na Alg. Akka barreeffamootaatti PVA, NaAlg fi gilsarooliin gareewwan dalagaa haayidirooksii gidduutti hidhoo haayidiroojiinii dadhabaa qofa uumuu danda’u. PVA trimer fi NaAlg fi glycerol dimer lamaan isaanii garee OH hedduu waan qabaniif, tuttuqqiin karaa garee OH keessaa tokkoon dhugoomuun ni danda’ama. Fakkiin 1 walnyaatinsa molakiyuulii moodeela gilsaaroolii fi molakiyuulii moodeela 3PVA-2Na Alg gidduu jiru kan agarsiisu yoo ta’u, fakkiin 2 ammoo moodeela ijaarame kan walnyaatinsa molakiyuulii moodeela Term 1Na Alg-3PVA-Mid 1Na Alg fi qindoomina gilsaroolii adda addaa gidduu jiru agarsiisa.
Caasaaleen fooyya’an: (a) Gly fi 3PVA − 2Na Alg (b) 1 Gly, (c) 2 Gly, (d) 3 Gly, (e) 4 Gly, fi (f) 5 Gly waliin wal-nyaatu.
Caasaawwan fooyya’oo Tarmii 1Na Alg- 3PVA –Mid 1Na Alg (a) 1 Gly, (b) 2 Gly, (c) 3 Gly, (d) 4 Gly, (e) 5 Gly, fi (f) 6 Gly waliin wal-nyaatan.
Anniisaa qaawwa baandii elektiroonii yeroo walnyaatinsa meeshaa elektiroodii kamiyyuu qoratamu paarameetira barbaachisaa ilaalamuu qabuudha. Sababni isaas, amala elektiroonota yeroo meeshaan sun jijjiirama alaa irra gahu ibsa. Kanaafuu, caasaa qorataman hundaaf anniisaa qaawwa baandii elektiroonii HOMO/LUMO tilmaamuun barbaachisaadha. Gabatee 2 irratti jijjiirama anniisaa HOMO/LUMO 3PVA-(C10)2Na Alg fi Term 1Na Alg − 3PVA- Mid 1Na Alg sababa dabalata gilsarooliitiin mul’ateera. Akka ref47tti, gatii Eg 3PVA-(C10)2Na Alg 0.2908 eV yoo ta’u, gatii Eg caasaa carraa walnyaatinsa lammaffaa calaqqisu (jechuunis, Term 1Na Alg − 3PVA- Mid 1Na Alg) 0.5706 eV dha.
Haa ta’u malee, gilsarooliin itti dabalamuun gatii Eg 3PVA-(C10)2Na Alg irratti jijjiirama xiqqoo akka fide argameera. 3PVA-(C10)2NaAlg yuunitii gilsaroolii 1, 2, 3, 4 fi 5 waliin yeroo walnyaatu, gatiiwwan Eg isaa 0.302, 0.299, 0.308, 0.289 fi 0.281 eV ta’e. Haa ta’u malee, yuunitii gilsaaroolii 3 erga itti dabalamee booda gatii Eg kan 3PVA-(C10)2Na Alg irraa xiqqaa ta’uu isaa hubannoon gatii guddaa qabu jira. Moodeelli walnyaatinsa 3PVA-(C10)2Na Alg yuunitii gilsaaroolii shan waliin bakka bu’u moodeela walnyaatinsa baay’ee ta’uu danda’uudha. Kana jechuun akkuma baay’inni yuunitii gilsaroolii dabalaa deemuun carraan walnyaatinsaas ni dabala.
Gama biraatiin, carraa wal-nyaatinsa lammaffaatiif, anniisaawwan HOMO/LUMO molakiyuulota moodeela Term 1Na Alg − 3PVA –Mid 1Na Alg- 1Gly, Term 1Na Alg − 3PVA –Mid 1Na Alg- 2Gly, Term 1Na Alg − 3PVA –Mid 1Na Alg- 3Gly, Term 1Na bakka bu’an Alg − 3PVA –Mid 1Na Alg- 4Gly, Term 1Na Alg − 3PVA –Mid 1Na Alg- 5Gly fi Termii 1Na Alg − 3PVA –Mid 1Na Alg- 6Gly 1.343, 1.34 7, 0.976, 0.607, 0.348 fi 0.496 ta’u eV, akkaataa walduraa duubaan. Gabatee 2 irratti anniisaa qaawwa baandii HOMO/LUMO shallagame caasaa hundaaf agarsiifameera. Kana malees, amala walfakkaataan carraawwan wal-nyaatinsaa garee jalqabaa asitti irra deddeebi’ameera.
Tiyoorii baandii fiiziksii haala jabaa keessatti qaawwi baandii meeshaa elektiroodii akkuma hir’achaa deemuun dabarsuu elektirooniksii meeshaa sanaa akka dabalu ibsa. Dooping mala barame qaawwa baandii meeshaalee kaatoodii soodiyeem-ayoon hir’isuuf gargaarudha. Jiang fi kkf. meeshaalee β-NaMnO2 laayibarii qaban dabarsuu elektirooniksii fooyyessuuf Cu doping fayyadame. Shallaggii DFT fayyadamuun, doping qaawwa baandii meeshaa 0.7 eV irraa gara 0.3 eVtti akka hir’isu argan. Kunis Cu doping dabarsuu elektirooniksii meeshaa β-NaMnO2 akka fooyyessuu agarsiisa.
MESPn anniisaa walnyaatinsa raabsa chaarjii molakiyuulaa fi chaarjii pozaatiivii tokko gidduu jiru jedhamee ibsama. MESPn amaloota keemikaalaa fi walnyaatinsa hubachuu fi hiikuuf meeshaa bu’a qabeessa ta’ee fudhatama. MESPn mala walnyaatinsa meeshaalee poliimerii gidduu jiru hubachuuf itti fayyadamuun ni danda’ama. MESPn raabsa chaarjii kompaawundii qoratamaa jiru keessatti ibsa. Kana malees, MESPn meeshaalee qorannoo jala jiran keessatti waa’ee iddoowwan sochii qaban odeeffannoo ni kenna32. Fakkiin 3 pilaatota MESP 3PVA-(C10) 2Na Alg, 3PVA-(C10) 2Na Alg − 1Gly, 3PVA-(C10) 2Na Alg − 2Gly, 3PVA-(C10) 2Na Alg − 3Gly, 3PVA-(C10) 2Na Alg − 4Gly, fi 3PVA-(C10) 2Na Alg − 5Gly sadarkaa ti’oorii B3LYP/6-311G(d, p) irratti tilmaamame.
Kontoorota MESP B3LYP/6-311 g(d, p) waliin shallagame (a) Gly fi 3PVA − 2Na Alg (b) 1 Gly, (c) 2 Gly, (d) 3 Gly, (e) 4 Gly, fi (f) 5 Gly waliin wal-nyaatan.
Gama biraatiin, Fakkiin 4 bu’aa shallagame MESP Term 1Na Alg- 3PVA – Mid 1Na Alg, Term 1Na Alg-3PVA – Mid 1Na Alg- 1Gly, Term 1Na Alg-3PVA – Mid 1Na Alg − 2Gly, Term 1Na Alg-3PVA – Mid 1Na Alg − 3gly, Term 1Na Alg-3PVA – Mid 1Na Alg − 4Gly, Term 1Na Alg- 3PVA – Mid 1Na Alg- 5gly fi Term 1Na Alg-3PVA – Giddugaleessa 1Na Alg − 6Gly, akkaataa walduraa duubaan. MESP shallagame akka amala kontooraa bakka bu’a. Sararoonni kontooraa halluu adda addaatiin bakka bu'u. Tokkoon tokkoon halluu gatii elektiroonegaatiivii adda addaa bakka bu’a. Halluun diimaan iddoowwan elektiroonegaatiivii ykn ri’aaktiiwii baay’ee agarsiisa. Gidduu kana halluun keelloo caasaa keessatti iddoowwan giddu galeessa 49, 50, 51 bakka bu’a. Bu’aan MESP akka agarsiisutti naannoo moodeelota qorataman halluu diimaa dabaluu wajjin walnyaatinsi 3PVA-(C10)2Na Alg dabaluu isaati. Gama biraatiin ammoo, kaartaa MESP molakiyuulii moodeela Term 1Na Alg-3PVA – Mid 1Na Alg keessatti ciminni halluu diimaa sababa walnyaatinsa qabiyyee gilsaaroolii adda addaa waliin ta’een hir’ata. Jijjiiramni raabsa halluu diimaa naannoo caasaa yaadameetti mul’atu walnyaatinsa kan calaqqisiisu yoo ta’u, ciminni dabaluu isaatiin ammoo sababa qabiyyee gilsaroolii dabaluutiin elektiroonegaatiivii molakiyuulii moodeela 3PVA-(C10)2Na Alg dabaluu mirkaneessa.
B3LYP/6-311 g(d, p) shallagame MESP Yeroo 1Na Alg-3PVA-Mid 1Na Alg (a) 1 Gly, (b) 2 Gly, (c) 3 Gly, (d) 4 Gly, (e) 5 Gly, fi (f) 6 Gly waliin wal-nyaatu.
Caasaaleen yaadaman hundinuu paaraameetota ho’aa isaanii kan akka entalpii, intiroopii, dandeettii ho’aa, anniisaa bilisaa fi ho’a uumamuu teempireechara adda addaa irratti shallagame 200 K hanga 500 K. Amala sirnoota fiizikaalaa ibsuuf, amala elektirooniksii isaanii qorachuu malees, amala ho’aa isaanii akka dalagaa ho’aa sababa walnyaatinsa isaan waliin qabaniin qorachuun barbaachisaa dha, kunis walqixxummaa fayyadamuun shallagamuu danda’a Gabatee 1 irratti kenname.Qorannoon paaraameetota ho’aa kanaa deebii kennuu fi tasgabbii sirnoota fiizikaalaa akkasii teempireechara adda addaa irratti agarsiiftuu barbaachisaa ta’ee fudhatama.
Entalpii tiraayimarii PVA yoo ilaalle, jalqaba daayimarii NaAlg waliin, achiis garee OH atoomii kaarboonii #10 irratti maxxane keessa darbee, dhumarratti gilsaaroolii wajjin walnyaata. Entalpiin safartuu anniisaa sirna teermoodaayinaamikii keessatti argamuuti. Entalpiin ho’a waliigalaa sirna tokko keessatti argamuun walqixa yoo ta’u, kunis anniisaa keessoo sirnichaa dabalataan bu’aa ulfaatinaa fi dhiibbaa isaa wajjin walqixa. Kana jechuun, entalpiin ho’aa fi hojiin hammam akka wanta tokkotti dabalamu ykn irraa baafame agarsiisa52.
Fakkiin 5 jijjiirama entalpii yeroo walnyaatinsa 3PVA-(C10)2Na Alg qindoomina gilsaroolii adda addaa waliin agarsiisa. Gabateewwan A0, A1, A2, A3, A4, fi A5 molakiyuulota moodeela 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, fi 3PVA-(C10)2Na Alg − 5Gly, akkaataa walduraa duubaan. Fakkiin 5a akka agarsiisutti ho’i fi qabiyyee gilsaroolii dabaluu wajjin entalpiin akka dabalu agarsiisa. Entalpiin caasaa 3PVA-(C10)2NaAlg − 5Gly (jechuunis, A5) bakka bu’u 200 K irratti 27.966 cal/mol yoo ta’u, entalpiin caasaa 3PVA- 2NaAlg bakka bu’u 200 K irratti 13.490 cal/mol dha. Dhumarratti, entalpiin pozaatiivii waan ta’eef, walnyaatinsi kun endothermic dha.
Intiroopiin akka safartuu anniisaa sirna teermoodaayinaamikii cufame keessatti hin argamneetti kan ibsamu yoo ta’u yeroo baay’ee akka safartuu jeequmsa sirnichaatti ilaalama. Fakkiin 5b jijjiirama intiroopii 3PVA-(C10)2NaAlg teempireechara waliin fi akkaataa inni yuunitii gilsaaroolii adda addaa wajjin walnyaatu agarsiisa. Giraafichi akka agarsiisutti yeroo teempireecharri 200 K irraa gara 500 Ktti ol guddatu intiroopiin sararaan akka jijjiiramu agarsiisa.Fakkii 5b ifatti kan agarsiisu moodeelli 3PVA-(C10)2Na Alg jeequmsa lattice xiqqaa waan agarsiisuuf intiroopiin moodeela 3PVA-(C10)2Na Alg 200 K irratti gara 200 cal/K/mol tti akka ce’u agarsiisa. Akkuma ho’i dabalaa deemuun moodeelli 3PVA-(C10)2Na Alg tartiiba kan hin qabne ta’ee ho’i dabaluu wajjin intiroopii dabaluu ibsa. Kana malees, caasaan 3PVA-C10 2Na Alg- 5 Gly gatii intiroopii olaanaa akka qabu ifaadha.
Amalli walfakkaataan fakkii 5c irratti kan mul’atu yoo ta’u, kunis jijjiirama dandeettii ho’aa teempireechara waliin agarsiisa. Dandeettiin ho’aa hamma ho’aa teempireechara hamma wanta murtaa’e tokkoo 1 °C47 jijjiiruuf barbaachisudha. Fakkiin 5c jijjiirama dandeettii ho’aa molakiyuulii moodeela 3PVA-(C10)2NaAlg sababa walnyaatinsa yuunitii gilsaaroolii 1, 2, 3, 4, fi 5 waliin ta’een agarsiisa. Fakkiin kun dandeettiin ho’aa moodeela 3PVA-(C10)2NaAlg teempireechara wajjin sararaan akka dabalu agarsiisa. Teempireecharri dabaluu wajjin dandeettiin ho’aa dabaluu mul’ate raafama ho’aa foonooniitiin kan walqabatudha. Kana malees, qabiyyee gilsaaroolii dabaluudhaan dandeettii ho’aa moodeela 3PVA-(C10)2NaAlg akka dabalu akka taasisu ragaaleen ni mul’isu. Kana malees, caasaan kun 3PVA-(C10)2NaAlg−5Gly caasaa biroo wajjin wal bira qabamee yoo ilaalamu gatii dandeettii ho’aa olaanaa akka qabu agarsiisa.
Paaraameetotni biroo kan akka anniisaa bilisaa fi ho’a dhumaa uumamuu caasaa qoratamaniif shallagamaniiru, akkaataa walduraa duubaan fakkii 5d fi e irratti agarsiifamaniiru. Ho’i uumamuu dhumaa ho’a yeroo uumamuu wanti qulqulluun elementoota isaa hundeessan irraa dhiibbaa dhaabbataa jalatti gadhiifamu ykn xuuxamudha. Anniisaa bilisaa akka amalli anniisaa wajjin walfakkaatutti ibsamuu danda’a, jechuunis, gatiin isaa hamma wantaa haala teermoodaayinaamikii tokkoon tokkoo irratti hundaa’a. Anniisaa bilisaa fi ho’i uumamuu 3PVA-(C10)2NaAlg−5Gly isa gadi aanaa yoo ta’u -1318.338 fi -1628.154 kcal/mol ture. Faallaa kanaatiin, caasaan 3PVA-(C10)2NaAlg bakka bu’u, caasaa biroo wajjin wal bira qabamee yoo ilaalamu, gatiiwwan anniisaa bilisaa fi ho’a uumamuu ol’aanaa -690.340 fi -830.673 kcal/mol qaba. Akkuma fakkii 5 irratti mul’atutti, sababa walnyaatinsa gilsaaroolii wajjin uumamuun amaloonni ho’aa adda addaa ni jijjiirama. Anniisaa bilisaa Giibs negaatiivii yoo ta’u, kunis caasaan yaadame tasgabbaa’aa ta’uu agarsiisa.
PM6n paaraameetota ho’aa 3PVA- (C10) 2Na Alg qulqulluu (moodeela A0), 3PVA- (C10) 2Na Alg − 1 Gly (moodeela A1), 3PVA- (C10) 2Na Alg − 2 Gly (moodeela A2), 3PVA- (C10) 2Na Alg − 3 Gly (moodeela A3), 3PVA- (C10) 2Na Alg − 4 Gly (moodeela A4), fi 3PVA- (C10) 2Na Alg − 5 Gly (moodeela A5), bakka (a) entalpii, (b) intiroopii, (c) dandeettii ho’aa, (d) anniisaa bilisaa, fi (e) ho’a uumamuu dha.
Gama biraatiin, haalli walnyaatinsa lammaffaan PVA trimer fi dimeric NaAlg gidduu jiru garee OH tarminaalii fi giddugaleessaa caasaa PVA trimer keessatti uuma. Akkuma garee jalqabaa, paaraameetotni ho’aa sadarkaa ti’oorii walfakkaataa fayyadamuun shallagameera. Fakkiin 6a-e jijjiirama entalpii, intiroopii, dandeettii ho’aa, anniisaa bilisaa fi, dhumarratti, ho’a uumamuu agarsiisa. Fakkiiwwan 6a-c akka agarsiisanitti dandeettiin entalpii, intiroopii fi ho’aa Term 1 NaAlg-3PVA-Mid 1 NaAlg yeroo yuunitii gilsaaroolii 1, 2, 3, 4, 5 fi 6 waliin walnyaatan amala garee jalqabaa agarsiisu. Kana malees, gatiiwwan isaanii ho’i dabaluu wajjin suuta suutaan dabalaa deema. Kana malees, moodeela Term 1 Na Alg − 3PVA-Mid 1 Na Alg yaadame keessatti qabiyyee gilsaroolii dabaluu wajjin gatiiwwan entalpii, intiroopii fi dandeettii ho’aa dabaleera. Gabateewwan B0, B1, B2, B3, B4, B5 fi B6 akkaataa walduraa duubaan caasaa armaan gadii bakka bu’u: Term 1 Na Alg − 3PVA- Mid 1 Na Alg, Term 1 Na Alg- 3PVA- Mid 1 Na Alg − 1 Gly, Jecha 1 Na Alg- 3PVA- Mid 1 Na Alg − 2gly, Term 1 Na Alg- . 3PVA- Giddugaleessa 1 Na Alg − 3gly, Tarmii 1 Na Alg- 3PVA- Giddugaleessa 1 Na Alg − 4 Gly, Termii 1 Na Alg- 3PVA- Giddugaleessa 1 Na Alg − 5 Gly fi Termii 1 Na Alg- 3PVA- Giddugaleessa 1 Na Alg − 6 Gly. Akkuma fakkii 6a–c irratti mul’atutti, baay’inni yuunitii gilsaaroolii 1 irraa gara 6tti dabaluu isaatiin gatiiwwan entalpii, intiroopii fi dandeettii ho’aa akka dabalu ifaadha.
PM6n paaraameetota ho’aa qulqulluu Termii 1 Na Alg- 3PVA- Giddugaleessa 1 Na Alg (moodeela B0), Tarmii 1 Na Alg- 3PVA- Giddugaleessa 1 Na Alg – 1 Gly (moodeela B1), Termii 1 Na Alg- 3PVA- Walakkaa 1 Na Alg – 2 Gly (moodeela B2), Termii 1 Na Alg- 3PVA- Walakkaa 1 Na Alg – 1.1. 3 Gly (moodeela B3), Termii 1 Na Alg- 3PVA- Giddugaleessa 1 Na Alg – 4 Gly (moodeela B4), Termii 1 Na Alg- 3PVA- Giddugaleessa 1 Na Alg – 5 Gly (moodeela B5), fi Termii 1 Na Alg- 3PVA- Giddugaleessa 1 Na Alg – 6 Gly (moodeela B6), dabalatee (a) entalpii, (b) intiroopii, (c) ho’a dandeettii, (d) anniisaa bilisaa, fi (e) ho’a uumamuu.
Kana malees, caasaan Term 1 Na Alg- 3PVA- Mid 1 Na Alg- 6 Gly bakka bu’u caasaa biroo wajjin wal bira qabamee yoo ilaalamu gatiiwwan entalpii, intiroopii fi dandeettii ho’aa olaanaa qaba. Isaan keessaa gatiin isaanii Termii 1 Na Alg − 3PVA- Mid 1 Na Alg keessatti 16.703 cal/mol, 257.990 cal/mol/K fi 131.323 kcal/mol irraa gara 33.223 cal/mol, 420.038 cal/mol/K fi 275.923 kcal/mol Term 1 Natti ol guddateera Alg − 3PVA- Mid 1 Na Alg − 6 Gly, akkaataa walduraa duubaan.
Haa ta’u malee, fakkiiwwan 6d fi e hirkattummaa ho’aa anniisaa bilisaa fi ho’a uumamuu dhumaa (HF) agarsiisu. HF jijjiirama entalpii yeroo mooliin tokko wanti tokko elementoota isaa irraa haala uumamaa fi istaandaardii jalatti uumamu uumamu jedhamee ibsamuu danda’a. Fakkicha irraa kan hubatamu anniisaan bilisaa fi ho’i dhumaa uumamuu caasaa qorataman hunda hirkattummaa sararaawaa teempireechara irratti agarsiisu, jechuunis teempireechara dabaluu wajjin suuta suutaan fi sararaan dabaluu isaaniiti. Kana malees, fakkiin kun caasaan Term 1 Na Alg − 3PVA- Mid 1 Na Alg − 6 Gly bakka bu’u anniisaa bilisaa isa gadi aanaa fi HF isa gadi aanaa akka qabus mirkaneessee jira. Paaraameetotni lamaan -758.337 irraa gara -899.741 K cal/mol tarmii 1 Na Alg − 3PVA- Mid 1 Na Alg − 6 Gly keessatti gara -1,476.591 fi -1,828.523 K cal/mol gadi bu’aniiru. Bu’aa qorannoo kanaa irraa kan hubatamu HF yuunitiin gilsaroolii dabaluu wajjin akka hir’atudha. Kana jechuun sababa gareewwan dalagaa dabaluutiin walnyaatinsiis ni dabala kanaaf walnyaatinsa sana raawwachuuf anniisaan xiqqaan barbaachisa. Kunis PVA/NaAlg pilaastikii ta’e sababa walnyaatinsa olaanaa qabuun baatirii keessatti fayyadamuun akka danda’amu mirkaneessa.
Walumaagalatti, dhiibbaan ho’aa gosa lamatti qoodama: dhiibbaa ho’a gadi aanaa fi dhiibbaa ho’a ol’aanaa. Dhiibbaan ho’a gadi aanaa irra caalaa biyyoota latituudii olka’aa irratti argaman kan akka Giriinlaandii, Kaanaadaa fi Raashiyaa keessatti mul’ata. Yeroo qorraa ho’i qilleensa alaa bakkeewwan kanneenitti digrii seentigireedii zeeroo gadi ta’a. Umuriin fi raawwiin baatiriiwwan litiyeem-ayoon ho’a gadi aanaadhaan dhiibbaa irra ga’uu danda’a, keessumaa kanneen konkolaattota elektirikii haayidiroojiinii pilaagii-in, konkolaattota elektirikii qulqulluu fi konkolaattota elektirikii makaa keessatti fayyadaman. Imalli hawaa naannoo qorraa kan biraa baatirii litiyeem-ayoon barbaadudha. Fakkeenyaaf, ho'i Maarsii gara digrii seentigireedii -120tti gadi bu'uu danda'a, kunis baatirii litiyeem-ayoon dooniiwwan hawaa keessatti fayyadamuu irratti gufuu guddaa ta'a. Teempireecharri hojii gadi aanaan saffisa dabarsuu chaarjii fi sochii walnyaatinsa keemikaalaa baatiriiwwan litiyeem-ayoon hir’isuu danda’a, kunis saffisa tamsa’ina ayoonota litiyemii elektiroodii keessaa fi dabarsuu ayoonii elektiroolayitii keessatti hir’isuu fida. Diigamuun kun dandeettii anniisaa fi humna hir’isuu, yeroo tokko tokko immoo raawwii hojii hir’isuu illee fida53.
Bu’aan ho’a ol’aanaa naannoo hojiirra oolmaa bal’aa keessatti kan uumamu yoo ta’u, naannoo ho’a ol’aanaa fi gadi aanaa dabalatee yoo ta’u, bu’aan ho’a gadi aanaa irra caalaa naannoo fayyadama ho’a gadi aanaa irratti kan daangeffame dha. Bu’aan ho’a gadi aanaa adda durummaan ho’a naannootiin kan murtaa’u yoo ta’u, bu’aan ho’a ol’aanaa yeroo baay’ee yeroo hojiitti ho’a ol’aanaa baatirii litiyeem-ayoon keessa jiruun kan walqabatudha.
Baatiriiwwan litiyeem-ayoon haala kaarentii olaanaa (saffisaan chaarjii gochuu fi saffisaan gadi lakkisuu dabalatee) ho’a maddisiisu, kunis ho’i keessoo akka ol ka’u taasisa. Ho’a ol’aanaaf saaxilamuun dandeettii fi humna dhabuu dabalatee ga’umsa baatirii gadi bu’uu danda’a. Akkaataa idileetti, kasaaraa litiyeemii fi meeshaaleen sochii qaban ho’a ol’aanaa irratti deebi’anii argamuun dandeettii dhabuu kan fidu yoo ta’u, kasaarri humnaa kunis sababa mormii keessoo dabaluu irraa kan ka’e dha. Yoo ho’i to’annaa ala ta’e, baqachuun ho’aa ni uuma, kunis yeroo tokko tokko ofumaan gubachuu ykn dho’uu illee fiduu danda’a.
Shallaggiin QSAR mala moodeela shallaggii ykn herregaa walitti dhufeenya sochii baayoloojii fi amaloota caasaa kompaawundoota gidduu jiru adda baasuuf gargaarudha. Molekuloonni dizaayinii ta’an hundinuu kan fooyya’an yoo ta’u, amaloonni QSAR tokko tokko sadarkaa PM6 irratti shallagamaniiru. Gabatee 3 irratti ibsitoota QSAR shallagaman tokko tokko tarreessa. Fakkeenyonni ibsitoota akkasii chaarjii, TDM, anniisaa waliigalaa (E), pooteenshaala ayoonisaayizii (IP), Log P, fi poolarizability dha (foormulaa IP fi Log P murteessuuf gabatee 1 ilaali).
Bu’aan shallaggii akka agarsiisutti chaarjiin waliigalaa caasaa qorataman hunda haala lafaa keessa waan jiraniif zeeroo ta’uu isaati. Carraa wal-nyaatinsa jalqabaatiif, TDM gilsaaroolii 3PVA-(C10) 2Na Alg tiif 2.788 Debye fi 6.840 Debye yoo ta’u, gatiiwwan TDM ammoo gara 17.990 Debye, 8.848 Debye, 5.874 Debye, 7.568 Debye fi 12.779 Debye yeroo 3PVA-(C10) 2Na Alg yuunitii gilsaaroolii 1, 2, 3, 4 fi 5 waliin wal-nyaateera. Gatiin TDM hamma olka’u, naannoo wajjin walnyaatinsi isaa ol’aanaa ta’a.
Anniisaa waliigalaa (E)s shallagamee, gatiiwwan E gilsaaroolii fi 3PVA-(C10)2 NaAlg -141.833 eV fi -200092.503 eV ta’uun argameera. Gama biraatiin caasaaleen 3PVA-(C10)2 NaAlg bakka bu’an yuunitii gilsaaroolii 1, 2, 3, 4 fi 5 waliin wal-nyaatu; E -996.837, -1108.440, -1238.740, -1372.075 fi -1548.031 eV ta’a. Qabiyyee gilsaroolii dabaluudhaan anniisaa waliigalaa hir’isuu fi kana irraa kan ka’e walnyaatinsi akka dabalu taasisa. Shallaggii anniisaa waliigalaa irratti hundaa’uun molakiyuuliin moodeela kan 3PVA-2Na Alg-5 Gly ta’e molakiyuulota moodeela biroo caalaa walnyaatinsa akka qabu xumurameera. Mul’anni kun caasaa isaanii wajjin kan walqabatudha. 3PVA-(C10)2NaAlg garee -COONa lama qofa kan of keessaa qabu yoo ta’u, caasaan biroo garee -COONa lama kan of keessaa qabu ta’us garee OH hedduu kan qaban yoo ta’u, kunis gara naannootti walnyaatinsi isaanii ni dabala jechuudha.
Kana malees, anniisaawwan ayoonisaayizeeshinii (IE) caasaa hunda qorannoo kana keessatti ilaalamaniiru. Anniisaa ayoonisaayizii walnyaatinsa moodeela qoratamee safaruuf paarameetira barbaachisaa dha. Anniisaa elektiroonii tokko tuqaa molakiyuulii tokko irraa gara dhuma hin qabnetti sochoosuuf barbaachisu anniisaa ayoonisaayizeeshinii jedhama. Innis sadarkaa ayoonisaayizeeshinii (jechuunis walnyaatinsa) molakiyuulii bakka bu’a. Anniisaan ayoonisaayizeeshinii hamma olka’u, walnyaatinsi (reactivity) gadi bu’a. Bu’aan IE 3PVA-(C10)2NaAlg yuunitii gilsaaroolii 1, 2, 3, 4 fi 5 waliin wal-nyaatu -9.256, -9.393, -9.393, -9.248 fi -9.323 eV yoo ta’u, IE gilsaaroolii fi 3PVA-(C10)2NaAlg -5.157 ture fi -9.341 eV, akkaataa walduraa duubaan. Giliiserooliin dabalamuun gatii IP hir’isuu waan fideef, walnyaatinsi molakiyuulaa dabaleera, kunis hojiirra oolmaa molakiyuulii moodeela PVA/NaAlg/giliiseroolii meeshaalee elektirookeemikaalaa keessatti guddisa.
Ibsituun shanaffaan gabatee 3 irratti argamu Log P yoo ta’u, kunis loogaritmii koofiishinii qoqqoodinsa yoo ta’u, caasaan qoratamaa jiru haayidiroofiilikii yookiin haayidiroofobiikii ta’uu isaa ibsuuf kan gargaarudha. Gatiin Log P negaatiivii molakiyuulii haayidiroofiilikii agarsiisa, jechuunis bishaan keessatti salphaatti kan bulbulamuu fi bulbula orgaanikii keessatti haala gaarii hin taane bulbulama jechuudha. Gatiin pozaatiivii adeemsa faallaa agarsiisa.
Bu’aa argame irratti hundaa’uun, gatiiwwan isaanii Log P (3PVA-(C10)2Na Alg − 1Gly, 3PVA-(C10)2Na Alg − 2Gly, 3PVA-(C10)2Na Alg − 3Gly, 3PVA-(C10)2Na Alg − 4Gly waan ta’aniif, caasaan hundinuu haayidiroofiilikii ta’uu isaanii xumuruun ni danda’ama fi 3PVA-(C10)2Na Alg − 5Gly) -3.537, -5.261, -6.342, -7.423 fi -8.504 yoo ta’u, gatii Log P gilsaaroolii -1.081 qofa yoo ta’u, 3PVA-(C10)2Na Alg -3.100 qofa. Kana jechuun amaloonni caasaa qoratamaa jiruu akkuma molakiyuulonni bishaanii caasaa isaa keessatti hammataman ni jijjiirama.
Dhumarrattis, poolaarizeeshiniiwwan caasaa hundaas sadarkaa PM6 irratti mala walakkaa empirikaa fayyadamuun shallagama. Kanaan dura poolarizability meeshaalee irra caalaan sababoota adda addaa irratti akka hundaa’u hubatameera. Wanti hunda caalaa barbaachisaa ta’e ulfaatina caasaa qoratamaa jiruuti. Caasaa hundaaf gosa wal-nyaatinsa jalqabaa 3PVA fi 2NaAlg gidduu jiru hirmaachisu (wal-nyaatinsi karaa atoomii kaarboonii lakkoofsa 10 ta’een uuma), poolarizability gilsaroolii dabaluudhaan fooyya’a. Poolaarizeeshiniin 29.690 Å irraa gara 35.076, 40.665, 45.177, 50.239 fi 54.638 Å tti ol guddata sababa walnyaatinsa yuunitii gilsaroolii 1, 2, 3, 4 fi 5 waliin ta’een. Haala kanaan, molakiyuuliin moodeela poolarizability olaanaa qabu 3PVA-(C10)2NaAlg−5Gly yoo ta’u, molakiyuuliin moodeela poolarizability isa gadi aanaa qabu 3PVA-(C10)2NaAlg yoo ta’u, kunis 29.690 Å ta’uun isaa argameera.
Madaalliin ibsitoota QSAR caasaan 3PVA-(C10)2NaAlg − 5Gly bakka bu’u wal-nyaatinsa jalqabaa yaadameef baay’ee deebii kan kennu ta’uu isaa mul’ise.
Haala walnyaatinsa lammaffaa PVA trimer fi NaAlg dimer gidduu jiruuf, bu’aan argame akka agarsiisutti chaarjiin isaanii kanneen walnyaatinsa jalqabaa kutaa darbe keessatti yaadaman waliin wal fakkaata. Caasaaleen hundi chaarjii elektirooniksii zeeroo qabu, kana jechuun hundi isaanii haala lafaa keessa jiru.
Akkuma gabatee 4 irratti mul’atutti, gatiiwwan TDM (sadarkaa PM6 irratti shallagame) Term 1 Na Alg − 3PVA-Mid 1 Na Alg 11.581 Debye irraa gara 15.756, 19.720, 21.756, 22.732, 15.507, fi 15.756 yeroo Term 1 Na Alg − 3PVA-Mid 1 Na Alg yuunitii 1, 2, 3, 4, 5, fi 6 gilsaroolii waliin walnyaate. Haa ta’u malee, anniisaan waliigalaa baay’inni yuunitii gilsaroolii dabaluu wajjin kan hir’atu yoo ta’u, yeroo Term 1 Na Alg − 3PVA- Mid 1 Na Alg lakkoofsa yuunitii gilsaroolii murtaa’e (1 hanga 6) waliin walnyaatu, anniisaan waliigalaa − 996.985, − 1129.013, − 1267.211, − 1321.775, ta’a. − 1418.964, fi − 1637.432 eV, akkaataa walduraa duubaan.
Carraa walnyaatinsa lammaffaatiif IP, Log P fi poolarizability sadarkaa ti’oorii PM6 irrattis shallagama. Kanaaf, ibsitoota humna guddaa qaban sadii kan walnyaatinsa molakiyuulaa ilaalan. Caasaawwan End 1 Na Alg-3PVA-Mid 1 Na Alg bakka bu’an kanneen yuunitii gilsaaroolii 1, 2, 3, 4, 5 fi 6 waliin walnyaatan, IP −9.385 eV irraa gara −8.946, −8.848, −8.430, −9.537, −7.997 fi −8.900 eVtti dabalaa deema. Haa ta’u malee, gatii Log P shallagame sababa pilaastikii End 1 Na Alg-3PVA-Mid 1 Na Alg gilsaaroolii wajjin taasifameen gadi aanaa ture. Qabiyyeen gilsaaroolii 1 irraa gara 6tti akkuma dabalaa deemuun gatiiwwan isaa -3.643 osoo hin taane -5.334, -6.415, -7.496, -9.096, -9.861 fi -10.53 ta’u. Dhumarratti, daataa poolarizability akka agarsiisutti qabiyyee glycerol dabaluudhaan polarizability Term 1 Na Alg- 3PVA- Mid 1 Na Alg dabaluu fideera. Poolaarizeeshiniin molakiyuulii moodeela Term 1 Na Alg- 3PVA- Mid 1 Na Alg erga yuunitii gilsaaroolii 6 waliin walnyaatee booda 31.703 Å irraa gara 63.198 Åtti ol guddateera. Carraa wal-nyaatinsa lammaffaa keessatti baay’ina yuunitii gilsaroolii guddisuun baay’inni atoomotaa fi caasaan walxaxaa baay’ee ta’us qabiyyee gilsaroolii dabaluu wajjin ammallee raawwiin isaa fooyya’uu isaa mirkaneessuuf kan raawwatamu ta’uu hubachuun barbaachisaadha. Haala kanaan, moodeelli PVA/Na Alg/glycerin jiru gartokkoon baatirii lithium-ion bakka bu’uu danda’a jechuun ni danda’ama, garuu qorannoo fi misoomni dabalataa barbaachisaadha.
Dandeettii hidhuu fuula tokkoo adsorbeetii tokkotti amala ibsuu fi walnyaatinsa addaa sirnoota gidduu jiru madaaluun gosa hidhoo atoomota lamaan kamiyyuu gidduu jiru, walxaxiinsa walnyaatinsa molakiyuulaa gidduu fi molakiyuulaa keessaa, fi raabsa dhangala’aa elektiroonii fuula fi adsorbentii beekuu gaafata. Xiinxala QTAIM keessatti cimina hidhoo madaaluuf dhangala’aan elektiroonii qabxii murteessaa hidhoo (BCP) atoomota wal-nyaatan gidduu jiru murteessaadha. Dandeettiin chaarjii elektiroonii hamma olka’u, walnyaatinsi koovaaleentii tasgabbaa’aa ta’a, walumaa galatti, tuqaawwan murteessoo kana irratti dhangala’aan elektiroonii ol’aanaa ta’a. Kana malees, dhangala’aan anniisaa elektiroonii waliigalaa (H(r)) fi dhangala’aan chaarjii Laplaas (∇2ρ(r)) lamaan isaanii 0 gadi yoo ta’e, kun walnyaatinsi koovaaleentii (waliigalaa) jiraachuu agarsiisa. Gama biraatiin, ∇2ρ(r) fi H(r) 0.54 ol yeroo ta’an, walnyaatinsi koovaaleentii hin taane (sheelii cufame) kan akka hidhoo haayidiroojiinii dadhabaa, humnoota vaan der Waals fi walnyaatinsa elektiroo-istaatikii jiraachuu agarsiisa. Xiinxalli QTAIM maalummaa wal-nyaatinsa koovaaleentii hin taane caasaa qorataman keessatti akka fakkii 7 fi 8 irratti mul’atutti mul’ise.Xiinxala kana irratti hundaa’uun, molakiyuulonni moodeela 3PVA − 2Na Alg fi Term 1 Na Alg − 3PVA –Mid 1 Na Alg bakka bu’an molakiyuulota yuunitii gilgaala adda addaa waliin wal-nyaatan caalaa tasgabbii olaanaa agarsiisaniiru. Sababni isaas, walnyaatinsi koovaaleentii hin taane baay’een caasaa alginaayitii keessatti caalaatti babal’ate kan akka walnyaatinsa elektiroo-istaatikii fi hidhoo haayidiroojiinii alginaayitiin kompozitoota akka tasgabbeessuu dandeessisa. Kana malees, bu’aan keenya barbaachisummaa wal-nyaatinsa koovaaleentii hin taane molakiyuulota moodeela 3PVA − 2Na Alg fi Term 1 Na Alg − 3PVA –Mid 1 Na Alg fi gilaayisiinii gidduu jiru agarsiisa, kunis gilaasiin naannoo elektirooniksii waliigalaa kompozitoota fooyyessuu keessatti gahee guddaa akka qabu agarsiisa.
Xiinxala QTAIM molakiyuulii moodeela 3PVA − 2NaAlg (a) 0 Gly, (b) 1 Gly, (c) 2 Gly, (d) 3 Gly, (e) 4 Gly, fi (f) 5Gly waliin wal-nyaatu.