ترجمه فارسی عنوان مقاله
طراحی مسیر هدایت پیوسته پروتئینی با کنترل رفتار سازمانی از زویتیرین ها و اسیدهای آمفیفیلی گیلی
عنوان انگلیسی
Design of 3D continuous proton conduction pathway by controlling co-organization behavior of gemini amphiphilic zwitterions and acids
| کد مقاله | سال انتشار | تعداد صفحات مقاله انگلیسی |
|---|---|---|
| 113364 | 2018 | 7 صفحه PDF |
منبع
Publisher : Elsevier - Science Direct (الزویر - ساینس دایرکت)
Journal : Solid State Ionics, Volume 317, April 2018, Pages 39-45
فهرست مطالب ترجمه فارسی
چکیده
کلمات کلیدی
1.مقدمه
شکل 1. توضیح شماتیک طراحی ماده حاضر برای ساخت ماتریسرهای کریستال مایع یونی دارای ساختار مکعبی پیوسته دوگانه. این مواد با استفاده از رفتارهای سوارشدن مشترک و سازماندهی مشترک یون دوقطبی-های آمفیفیلی دوقلو و اسیدهای مختلف تهیه شده اند. این الگوهای نانوساختاری توسط عوامل مختلفی کنترل می-شوند، مانند گونه های اتصال دهنده (I)، طول زنجیره آلکیلی (II)، انتخاب اسید (III) و نسبت اسید به یون دوقطبی (IV).
شکل 2. ساختارهای مولکولی (آ) یون دوقطبی های آمفیفیلی دوقلوی G-ZIn-L-n و (ب) اسیدهای A-R (A-CF3 و A-Tfb)
2. نتایج و بحث و بررسی
شکل 3 رفتارهای کریستال مایع وابسته به دمای (آ) G-ZIn-L-n و مخلوط¬های آن با A-CF3 و (ب) G-ZIn-L-n و مخلوط های آن با A-Tfb. Cr: کریستال؛ Col: ستون؛ M: مزوفاز؛ Iso: ایزوتروپ
شکل 4 (آ) طیف IR G-ZI13-L1-13، مخلوط G-ZI13-L1-13/A-CF3، و مخلوط G-ZI13-L1-13/A-Tfb. (ب) تصویر شماتیک مکانیسم تبادل یونی بین G-ZIn-L-n و اسیدها.
شکل 5 (آ) تصویر نوری قطبی کننده مخلوط G-ZI13-L1-13/A-CF3 در فاز ستونی در 75 درجه سانتیگراد، (ب) الگوی XRD مخلوط G-ZI13-L1-13/A-CF3 در فاز ستونی در 75 درجه سانتیگراد.
شکل 6 (آ) دیاگرام فازی مخلوط های G-ZI15-L1-15/A-Tfb در نسبت های مولی مختلف، X نشانگر نسبت مولی A-Tfb نسبت به G-ZI15-L1-15 می باشد. Cr: کریستال؛ Col: ستون؛ M: مزوفاز؛ Iso: ایزوتروپ. (ب) تصویر نوری قطبی کننده مخلوط های G-ZI15-L1-15/A-Tfb در نسبت مولی 1:1.7 در فاز Cubbi در دمای 150 درجه سانتیگراد. (ج) الگوی XRD G-ZI15-L1-15/A-Tfb در نسبت مولی 1:1.7 در فاز Cubbi در دمای 103 درجه سانتیگراد.
شکل 7 (آ) هدایت های یونی مخلوط G-ZI15-L1-15/A-Tfb در نسبت مولی 1:1.6. (ب) توضیح شماتیک انتقال پروتون سه بعدی در ساختار کریستال مایع Cubbi.
3. بخش تجربی
3.1. مواد
3.2. سنتز
3.2.1. سنتز 2-L
3.2.2. سنتز 3-L
3.2.3. سنتز 4-L
3.2.4. سنتز G-ZIn-L1-n
4. نتیجه گیری
ترجمه چکیده
به تازگی آمفیفیلهای (مولکولهایی که هم آب گریز و هم آب دوست هستند) دوقلو با گروه های راسی یون دوقطبی بر پایه بنزیل ایمیدازولیوم، طراحی و سنتز شده اند. این مولکول ها به سبب ماهیت قطعات یون دوقطبی، با اسیدهای مختلفی به منظور تبادلات یونی با آنها به اشکال منظم مایع-کریستالی سازماندهی می شوند. این رفتارهای سازماندهی مشترک را می توان با عوامل مختلفی تنظیم کرد از جمله انتخاب اتصال دهنده بین گروه-های راسی، طول زنجیره های بلند آلکیلی، گونه های اسیدی و نسبت مولی بین یون دوقطبی ها و اسیدها. با تنظیم کردن این فاکتورها، ما موفق به تهیه مخلوط هایی از یون دوقطبی/اسید آمفیفیلیک شده ایم که سازمان های مایع-کریستالی مکعبی پیوسته دوگانه ای (فاز پیوسته دوگانه: فاز حاصل از مخلوط دو مایع غیر قابل امتزاج که با هم از طریق پیوندهای هیدروژنی که به سرعت در حال تغییر هستند، برهمکنش دارند - مترجم) را با سطح آب دوست پیوسته سه بعدی تشکیل می دهند. این کریستال های مایع مکعبی به عنوان ماتریس های انتقال یون عمل می کنند که هدایت یونی آنها به سبب حضور یک مسیر هدایت پروتون پیوسته سه بعدی در طول سطح آب دوست، افزایش یافته است. این طراحی ماده، دارای پتانسیل بزرگی برای ایجاد یک نوآوری در طراحی الکترولیت های پلیمری هادی پروتون می باشد.
ترجمه مقدمه
الکترولیت های پلیمری هادی پروتون یک واحد سازنده کلیدی برای دستگاه های تبدیل انرژی، مانند سلول های سوختی هستند. در طول چندین دهه، انواع مختلفی از طراحی مواد برای ساخت الکترولیت های پلیمری هادی پروتون پیشرفته مورد استفاده قرار گرفته است [3-1]. از کریستال های مایع [8-4]، کریستال های پلاستیکی [9،10]، ژل ها [11]، کوپلیمرهای قطعه ای [12]، MOFها [13]، نانوذرات [14]، و نانوکامپوزیت ها [19-15] برای ساخت الکترولیتهای پلیمری هادی پروتون جدید مورد استفاده قرار گرفته اند. به ویژه، به تدریج کشف شد که طراحی فصل مشترک یکی از طراحی های مهم در ساخت مواد با هدایت پروتون عالی می باشد [3، 17-14، 19]. به طور مثال، گزارش شده است که ترتیب بندی پیوسته گروه های اسیدی در ماتریس های پلیمری رویکرد مهمی در القای مسیرهای هدایت پروتون موثر می باشد [3]. جهت استخراج پتانسیل این موضوع، استفاده از کریستال های مایع رویکرد امیدبخشی است، چرا که خودسازماندهی مولکول های مایع-کریستال سبب تولید نانوساختارهای منظمی می گردد که در آنها مولکول های تشکیل دهنده در یک ساختار مولکولی با نظم و ترتیب خوبی قرار گرفته اند [4،20].
اخیراً، تمرکز ما بر روی ترتیب بندی گروه های سولفونیک اسید بر روی یک سطح حداقلی ژیرویید، که گروهی از سطوح حداقلی با تناوب بی نهایت دارای تناوب های سه بعدی و پیوستگی است، جهت ساخت یک مسیر هدایت پروتون پیوسته ماکروسکوپی بوده است [21،22]. به این ایده به صورت شگفت انگیزی با طراحی مولکول های آمفیفیلی دارای یک جزء یون دوقطبی بر پایه پیریدینیوم، دست یافته شد [21]. این یون دوقطبی-های آمفیفیلی فازهای مکعبی پیوسته دوگانه ای (Cubbi) را در حضور بیس(تری فلورومتان سولفونیل)ایمید (HTf2N) نشان می دهند که سبب تشکیل یک سطح حداقلی ژیرویید می شود که در آن گروه های سولفونیک اسیدی آنها به شکل مرتبی قرار گرفته اند. با اجرای اندازه گیری های هدایت یونی برای این مواد مایع-کریستالی Cubbi، کاربرد بالقوه سطح حداقلی ژیرویید در مسیرهای هدایت پروتون برای اولین بار کشف شده است [21]. یکی از دلایلی که گزارشی در مورد استفاده از سطح حداقلی ژیرویید به این شکل در گذشته وجود ندارد، دشوار بودن طراحی کریستال های مایع Cubbi است [23،24]. با این پیش زمینه در مورد کریستال های مایع Cubbi، انتظار می رود که توسعه فناوری طراحی مولکولی به منظور تولید مولکول های مایع-کریستالی که فازهای Cubbi تشکیل دهند، جهت بهبود طراحی مواد ما در آینده بسیار مهم باشد.
در این دوره از مطالعات بر روی مولکول های آمفیفیلی، برخی طراحی های مولکولی خاص در القای فازهای Cubbi موثر هستند [30]. به طور مثال، طراحی آمفیفیل های دوقلو برای ساخت کریستال های مایع Cubbi مناسب تر از آمفیفیل های مونومری می باشد [36-31]. به عبارت دیگر، ما دریافته ایم که کاربرد یون دوقطبی ها به عنوان گروه های راسی آمفیفیلی و کنترل رفتار خودسازمانی آنها با اضافه کردن اسیدهای برونشتد، استراتژی مفیدی برای القای فازهای Cubbi می باشد [21،22،37]. انتظار می رود که ادغام این دو ایده، طراحی دوقلو و طراحی یون دوقطبی، راه جدیدی را برای تولید مواد کریستال-مایع Cubbi به روش دلخواه، هموار خواهد کرد. ایده کلی در مطالعه حاضر در شکل 1 نشان داده شده است. در این مطالعه، در مورد مزیت بالقوه یون دوقطبی های آمفیفیلی دوقلو در طراحی کریستال های مایع Cubbi تشکیل دهنده یک مسیر هدایت پروتون پیوسته سه بعدی، گزارش داده خواهد شد.
پیش نمایش مقاله
