نیکل (ii) فلز سنگین سمی و زیست تخریب ناپذیری است که در فاضلاب ها وجود دارد. منابع اصلی آلودگی نیکل فرایند های صنعتی نظیر معدن کاری، گالوانیزه کردن، فرایند های رنگرزی، تولید باتری و ذوب می باشد. مقدار اندک نیکل فعال کننده ی برخی از آنزیم های بدن می باشد ولی حضور نیکل بیش تر از مقدار مجاز آن در آب، سبب بروز بیماری های متعددی از جمله سرطان شش، آماس کلیوی، آماس پوستی و بی نظمی های گوارشی می شود. در بین روش های مختلف برای حذف ni (ii)، جذب سطحی یک روش فیزیکوشیمیایی توصیه شده است. گرافن به سبب خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد نظیر مساحت سطح بالا، هدایت الکتریکی مناسب و تهیه ی آسان به جاذب خوبی برای آلاینده های محیط زیست تبدیل شده است. در این مطالعه، از گرافن به منظور جذب سطحی ni (ii) از محلول های آبی استفاده شده است. غلظت ni (ii) در محلول، با استفاده از طیف سنج فرا بنفش- مرئی در طول موج nm 445 و با تشکیل کمپلکس ni (ii) با دای متیل گلی اکسیم اندازه گیری شد. نتایج نشان دادند که در دمای oc25 حداکثر ظرفیت جذب گرافن برای ni (ii) از محلول های آبی mg g-1 3.78 می باشد. در سال های اخیر توجه زیادی به اکسید های فلزی به ویژه برای حذف یون های فلزات سنگین از محلول های آبی شده است. در این تحقیق، نانوکامپوزیت گرافن با اکسید روی با استفاده از روش هیدروترمال به کمک مایکروویو و در حضور مایع یونی 1-هگزیل 3- متیل ایمیدازولیوم بیس (تری فلوئورو متیل سولفونیل) ایمید، [c6mim] [ntf2] تهیه شد. نانوکامپوزیت تهیه شده با پنج روش پراش پرتوی x، میکروسکوپ روبشی الکترون میدان نشری، طیف سنجی فرابنفش-مرئی، طیف سنجی فرو قرمز تبدیل فوریه و مساحت سطح bet مشخصه یابی شد. از این نانوکامپوزیت برای جذب سطحی ni (ii) استفاده شد. بدین منظور آزمایشات جذب سطحی به صورت سیستماتیک انجام شدند و اثر عوامل مختلف نظیر زمان تماس، ph، غلظت اولیه ی یون فلزی، دما و میزان جاذب بر فرایند جذب مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بررسی ها نشان دادند نانوکامپوزیت گرافن-zno جاذب جدید و مناسب برای حذف ni (ii) از محلول های آبی است و حداکثر ظرفبت جذب آن در دمای oc 25 به 66.66mg g-1 افزایش یافت. این مطالعه هم چنین نشان داد که با افزایش مقدار جاذب، مقدار ph و دما بازده ی جذب افزایش می یابد. نتایج بررسی های سینتیکی برای حذف ni (ii) از محلول های آبی با استفاده از نانوکامپوزیت گرافن-zno از مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم تبعیت می کند و همچنین هم دمای جذب لانگمویر می باشد

nd2-xgdxzr2o7 وnd2-xhoxzr2o7 موادی هستند که می توانند به عنوان الکترولیت در پیل های سوختی اکسید جامد مورد استفاده قرار گیرند. دما و غلظت دوپنت دو پارامتر مهم در هدایت یونی این الکترولیت ها محسوب می شوند. بنابراین، الکترولیت های nd2-xgdxzr2o7 و nd2-xhoxzr2o7در محدوده وسیعی از دما ( 1273 کلوین تا 1873 کلوین) و غلظت دوپنت توسط شبیه سازی دینامیک مولکولی مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج شبیه سازی از تطابق خوبی با تجربه برخوردار بودند. این تطابق بالا اعتبار شبیه سازی ها را اثبات می کند. نمودار آرنیوسی هدایت یونی در ناحیه دما پایین برای الکترولیت های nd2-xhoxzr2o7 نشان داد بیشنه هدایت یونی در x=0.6)h6) رخ می دهد. این نقطه بیشینه برای الکترولیت های nd2-xgdxzr2o7 در x=0.8) g8) اتفاق می اُفتد. به صورت غافل گیر کننده ای مشاهده شد، مختلط بودن الکترولیت باعث بهبود هدایت یونی در الکترولیت های nd2-xhoxzr2o7 شد. تابع توزیع شعاعی نیز این مهم را تأیید کرد. در این نوع الکترولیت ها دو نوع آنیون مشاهده شد: یون اکسیژن متحرک و یون اکسیژن ساکن. مسیر حرکت یون ها در این الکترولیت ها وجود این یون ها را اثبات می کند. میانگین مربع جابه جایی یون های اکسیژن متحرک، بیشتر از یون های ساکن است. بنابراین این یون ها باعث بهبود هدایت یونی الکترولیت می شوند. سد انرژی حرکت یون های اکسیژن در الکترولیت های nd2-xhoxzr2o7 در محدوده 0.68 الکترون ولت تا 1.22 الکترون ولت بود. همچنین در الکترولیت های nd2-xgdxzr2o7 سد انرژی در محدوده 0.87 الکترون ولت تا 0.96 الکترون ولت تغییر کرد. سد انرژی برای تمام الکترولیت های مورد مطالعه، در محدوده ای بود که می توان آن ها را جزءِ الکترولیت های مناسب قلمداد کرد. به منظور مقایسه نتایج با دو الکترولیت مرسوم در صنعت، الکترولیت های y0.2zr0.9o2.1 و yb0.2zr0.9o2.1 شبیه سازی شده و هدایت یونی آن ها با h6 و g8 مقایسه شدند. ترتیب هدایت یونی این الکترولیت ها به صورت g8 < ysz < h6 < ybsz مشاهده شد. ضریب انبساط حجمی یکی دیگر از پارامترهای مهم برای الکترولیت ها می باشد. ضرایب انبساط حجمی الکترولیت های nd2-xhoxzr2o7 با تغییر غلظت دوپنت بیشینه ای در x=1.2 داشتند. به علاوه ضرایب انبساط حجمی الکترولیت های nd2-xgdxzr2o7 دارای بیشینه ای در x=0.8 بودند.

در این مطالعه، سینتیک و مکانیسم جذب مولکول آنیلین روی انواع مختلف نانولوله کربنی تک جداره صندلی (6،6) با استفاده از روش دو لایه اونیوم oniom (b3lyp/6–31g(d);uff) بررسی شده است. همه محاسبات با استفاده از نرم افزار گوسین 9 و با تابع هیبریدیb3lyp و مجموعه پایه 6-31g(d) برای لایه بالا و روش مکانیک مولکولی uff برای لایه پایین در روش دو لایه اونیوم انجام شده است. همه ساختارهای نانولوله در سطح oniom (b3lyp/6–31g(d);uff) به طور کامل بهینه شده و سپس جهت گیری های مختلف مولکول آنیلین نسبت به نانولوله بررسی شده و ساختارهای حاصل توسط روش دولایه اونیوم بهینه شده است. برای بررسی جذب مولکول آنیلین سه مدل شامل نانولوله دو انتها باز، نانولوله دو انتها بسته و نانولوله یک انتها بسته انتخاب شده است. در هر سه مدل، ساختار حالت گذار واکنش شناسایی شده است. محاسبات فرکانس، irc و اسکن ساختار حالت گذار را تأیید می کند. انرژی فعالسازی برای واکنش جذب آنیلین روی نانولوله در هر سه مدل محاسبه شده است. نانولوله کربنی تک جداره صندلی (6،6) دو انتها بسته با انرژی فعالسازی kcal/mol 84/40 دارای کمترین انرژی فعالسازی است. تحلیل بارهای طبیعی و اوربیتال های مولکولی پیشرو، انتقال بار از مولکول آنیلین به نانولوله را تأیید می کند. نتایج چگالی حالات، نشان می دهد که پس از جذب آنیلین انرژی سطح فرمی به سمت مقادیر مثبت جابجا می شود که برهمکنش موثر بین آنیلین و نانولوله را تأیید می کند. نتایج حاصل از تحلیل qtaim نشان می دهد که پیوند تشکیل شده بین نانولوله و آنیلین، در حالت گذار از نوع میانه مایل به کوالانسی است. در پایان نیز شاخصه های کوانتومی واکنش پذیری شامل سختی، پتانسیل شیمیایی الکترونی، خاصیت الکتروفیلی و انتقال بار محاسبه شده است و رابطه هر یک از آن ها با انرژی فعالسازی بررسی شده است. همبستگی های بدست آمده بین پارامترهای سختی و انتقال بار با انرژی فعالسازی واکنش جذب و عامل دار شدن نانولوله های کربنی مطالعه شده از نوع رابطه خطی مستقیم است در صورتی که این رابطه برای خاصیت الکتروفیلی و پتانسیل شیمیایی الکترونی از نوع معکوس تأیید شده است. محاسبات شاخصه های ویبرگ نشان می دهد که این واکنش با یک مکانیسم غیر همزمان انجام می شود که درصد غیر همزمانی در واکنش بین نانولوله تک جداره صندلی (6،6) دو انتها بسته با آنیلین بیشتر است.

آسفالتن به آن دسته از اجزای نفت خام اطلاق می¬شود که با اضافه کردن یک آلکان خطی مانند پنتان و یا هپتان رسوب کرده و از سیال نفتی جدا می¬گردد. این دسته از ترکیبات در حلال¬های آروماتیکی مانند بنزن محلول می¬باشند. رسوبات آسفالتنی باعث کاهش نفوذپذیری مخزن، آسیب به تجهیزات تولید نفت و نهایتاً کاهش نرخ تولید می¬شوند. مشکلات متعددی که آسفالتن¬ها در صنایع نفت ایجاد می¬کنند و به تبع آن هزینه¬های بسیاری که برای برطرف کردن این رسوبات صرف می¬شود محققان را بر آن داشت تحقیقات بسیاری در این زمینه انجام دهند. تحقیقی در مورد مکانیسم بازدارندگی آسفالتن در نفت خام توسط مایعات یونی انجام گرفت. نتایج نشان داد طول زنجیره آلکیلی پارامتر مهمی در جلوگیری از رسوب آسفالتن می¬باشد. از آن¬جا که آسفالتن¬ها پذیرنده¬های خوب پیوند هیدروژنی بوده و به واسطه¬ی برهمکنش اسید-باز یا برهمکنش دهنده-پذیرنده الکترون، در نفت خام محلول می-باشند، مایعات یونی می¬توانند قابلیت انحلال آسفالتن را داشته و بنابراین باعث کاهش ویسکوزیته نفت سنگین شوند. دینامیک مولکولی به عنوان شاخه ای از شیمی محاسباتی امکان بررسی پراکندگی آسفالتن را برای ما فراهم نموده و امکان مقایسه حلال مرسوم بنزن و حلال¬های جدید را فراهم آورد. بنابراین، شبیه¬سازی بررسی اثر حلال و توانایی حلال¬های یونی به عنوان حلال¬های جدید بر پخش آسفالتن هدف اصلی این مطالعه می¬باشد. با توجه به این¬که این ترکیبات از گروه ترکیبات آلی بوده و میدان نیروی درایدینگ به عنوان نیروی دقیق و مناسب برای این دسته از ترکیبات می¬باشد، این میدان نیرو برای توصیف سیستم انتخاب شد و کلیه بررسی¬ها در فاز متراکم در مجموعه کانونیکال در دمای k 348 انجام شد. پس از انجام شبیه¬سازی، تأثیر حلال¬های جدید 1-اکتیل-3-متیل ایمیدازولیوم کلرید و 1-پنتادسیل-3-متیل ایمیدازولیوم کلرید و حلال مرسوم بنزن بر پخش آسفالتن با یکدیگر مقایسه شدند و پارامتر حلالیت به عنوان توانایی حلال برای پخش آسفالتن محاسبه گردید. برای این منظور شبیه¬سازی سیستم آسفالتن-حلال در کسر مولی¬های 025/0، 05/0 و 1/0 آسفالتن انجام شد. نتایج نشان داد حلال سبز 1-اکتیل-3-متیل ایمیدازولیوم کلرید در کسر مولی 025/0 آسفالتن بهترین تأثیر را بر پخش آسفالتن دارد و با افزایش طول زنجیره آلکیلی مایع یونی، خاصیت بازدارندگی حلال از تشکیل رسوبات آسفالتن کاهش می¬یابد.

(شامل تعریف مسأله، سئوالات اصلی تحقیق، اهداف) نیمرساناها نقش بسیار مهمی در قطعات الکترونی ایفا می کنند. قطعاتی که بر اساس نیمرساناها کار می کنند زمینه ساخت ابزار مهم تکنولوژیکی از قبیل ترانزیستورها، دیود ها، سلول های فتوولتایی و آشکارساز ها را فراهم می آورند. در این بین نیمرساناهای اکسیدی به خاطر خواص الکتریکی بسیار متنوعی که نشان داده اند، مورد توجه قرار گرفته اند. با توجه به ارزان وساده تر بودن تهیه برخی از آنها پیش بینی می شود که نیم رساناهای مرکب از قبیل نیمرساناهای اکسیدی به تدریج جایگزین صنایع الکترونی متکی بر سیلیسیم شوند. در میان نیمرساناهای اکسیدی که در سال های اخیر توجه عده کثیری از پژوهشگران را به خود جلب کرده است می توان از دی اکسید قلع sno2 نام برد. این ماده مخصوصا به صورت لایه نازک به عنوان یک هادی شفاف مورد توجه محققان می باشد و زمینه را برای پیشرفت الکترونیک شفاف فراهم نموده است. در بسیاری موارد به منظور حفظ خواص یا افزایش قابلیت های مواد، باید سطح آنها را با لایه ای نازک از ماده ای دیگر بپوشانیم. لایه های نازک نیز، لایه های طراحی شده از انواع مواد از قبیل فلزات، عایق ها و نیمه هادی ها هستند. کاربرد عمده لایه های نازک در اصلاح خواص سطحی جامدات است. با توجه به اهمیت کاربردی دی اکسید قلع، شناخت هرچه بیشتر نحوه تشکیل و ساختار لایه نازک آن از اهمیت بسزایی برخوردار است . از طرف دیگر با توجه به تحولاتی که در زمینه نانو فناری انجام شده و امکان تهیه نانو لایه این ماده مقدور است، بررسی خواص ویژه آن نیز جزو زمینه های مورد علاقه پژوهشگران می باشد. روش های سنتز گوناگون برای ساخت لایه های نازک وجود دارد اما در عین حال روش های محاسباتی و شبیه سازی در حوزه فناوری نانو نقش ارزنده ای به عهده دارد و توانایی ایجاد مدل سازی ساختار های پیچیده در مقیاس نانومتری را فراهم کرده اند. درک بیشتر و بهتر مکانیزم رشد نانولایه ها به واسطه روش های محاسباتی کاربردهای تکنولوژیکی وسیعی دارد و با ارائه پیشنهاداتی از نتایج محاسبات می توان باعث پیشرفت درعرصه تولید انبوه نانولایه ها و بهبود کیفیت تولید آنها شد. هدف از این پروژه بررسی مکانیزم رشد نانولایه های sno2 روی یک بستر مناسب جامد و بررسی نقش عوامل موثر در تشکیل این نوع ساختار می باشد. این مطالعه بر اساس روش شبیه سازی دینامیک مولکولی انجام می شود. قبل از اینکه کار شبیه سازی را شروع کنیم مدلی برای سیستم باید ارائه دهیم و سپس با در نظر گرفتن پتانسیل های از پیش تعریف شده بین اجزای مختلف سیستم رفتار آن را بررسی کنیم. تعداد ذرات در فاز گازی، دما و فشار سیستم و به عبارتی نوع آنسامبل باید تعیین شود. برهم کنش های بین اجزای مختلف سیستم از قبیل برهمکنش ذرات با هم و برهمکنش ذرات با سطح زیرلایه به صورت پتانسیل های بین اجزای سیستم معرفی می شود. البته به دلیل وجود تعداد زیاد ذره ها در یک دستگاه تعیین شکل دقیق پتانسیل واقعی میسر نیست. در عمل، پتانسیل با تقریب و بر اساس نتایج تجربی انتخاب می شود و انتخاب صحیح آن بسیار اهمیت دارد. در شبیه سازی می توان ابعاد را تا حد دلخواه کوچک و بزرگ کرد و فشار و دمای مورد نظر را اعمال نمود. یکی از مهم ترین کارهای شبیه سازی در فناوری نانو کمک به فهم و طراحی درست آزمایشگاهی نانوسیستم ها است. از آنجا که دی اکسید قلع به عنوان پوشش فلزات دیگر به کار می رود تا آنها را از خوردگی حفظ کند و در ساخت سنسورهای گازی نیز کاربرد فراوان دارد، بررسی چگونگی لایه نشانی آنها به صورت تئوری و محاسباتی ارزش قابل ملاحظه ای برای کارهای پرهزینه تجربی دارد. (شامل روش کار، آزمایش ها، وسایل و تجهیزات مورد نیاز) مراحل کار در شبیه سازی دینامیک مولکولی را می توان به صورت زیر دسته بندی کرد: ابتدا مدلی را برای سیستم انتخاب می کنیم و سپس میدان نیرو را مشخص می کنیم، پس از آن معادله نیوتن را برای تمام ذرات به روش عددی حل می کنیم و کمیت هایی از قبیل فشار و دما را اندازه گیری می کنیم و در نهایت نتایج به دست آمده را تحلیل نموده و با نتایج تجربی مقایسه می کنیم. انتخاب مدل در شبیه سازی به معنای انتخاب پتانسیل است. میدان نیرو یا پتانسیل را به این صورت در نظر می گیریم: بخشی که مربوط به ذرات پیوندیافته است و قسمتی که ناشی از ذرات غیرپیوندی است. در واقع پتانسیل یکی از ورودی های اصلی هر شبیه سازی دینامیک مولکولی است. تابع پتانسیل به هندسه ذرات بستگی دارد و تقارن مولکول ها و سخت بودن یا انعطاف پذیر بودن آنها را در انتخاب پتانسیل باید در نظر داشت. در حالت کلی انرژی پتانسیل یک سیستم n ذره ای را می توانیم طوری بسط دهیم که به مختصات اتم های مجزا، اتم های جفتی و اتم های سه تایی و غیره بستگی داشته باشد. در ابتدای هر شبیه سازی باید شرایط اولیه دستگاه را که شامل مکان و سرعت های آغازین ذره های دستگاه هستند مشخص کنیم. مکان های اولیه ذرات را می توانیم با استفاده از یک برنامه تولید کننده اعداد کاتوره ای به صورت تصادفی تولید کنیم یا از نتایج تجربی بهره مند شویم. سرعت های اولیه ذرات دستگاه از آنجا که به دمای دستگاه بستگی دارد باید در کد اصلی برنامه ایجاد شود. اگر داده ها را از شبیه سازی های قبلی و یا نتایج تجربی استخراج کنیم، در این انتخاب باید در نظر داشته باشیم که توزیع سرعت ها با دمای دستگاه سازگاری داشته باشد و نیز تکانه کل دستگاه صفر باشد. برای شبیه سازی دینامیک مولکولی می توانیم از کدهای آماده استفاده نمائیم یا مستقیما برنامه نویسی کنیم. در این پروژه با وجود اینکه از نرم افزارهای رایج شبیه سازی استفاده می شود اما تئوری کار نیز مورد توجه قرار می گیرد تا در صورت لزوم بتوانیم تغییرات لازم را در کدهای آماده اعمال کنیم. برای شبیه سازی سیستم از کد دی ال پلی (dl_poly.2) استفاده شده و تعداد ذرات sno2 در فاز گازی و sio2در فاز جامد ، دما و فشار، نوع آنسامبل و هندسه سیستم از جمله شرایط اولیه مفروض می باشند. این محاسبات پس از آزمون های مختلف برای تعیین شرایط محاسباتی از قبیل انتخاب پتانسیل و سایر پارامتر ها طی چندین مرحله با کامپیوتر4 هسته ای یا 8 هسته ای به صورت موازی انجام شده است. محاسبات با تعداد بیشتر اتم و با تغییر شرایط در حال انجام است که زمان طولانی لازم دارد. ملاحظه می شود در چارچوب شرایط اولیه مفروض لایه نشانی با موفقیت انجام شده است که زمینه را برای مطالعه سیستم بزرگتر و پیچیده تر فراهم می کند. مراحل انجام طرح: یادگیری کدهای شبیه سازی مورد نیاز و سیستم عامل لینوکس، شبیه سازی سیستم مورد نظر، بررسی نتایج به دست آمده و تحلیل داده ها، نگارش پایان نامه لوازم مورد نیاز : نرم افزار dl_poly.2، سیستم عامل لینوکس، کامپیوتر حداقل 4 یا 8 هسته ای پتانسیل بین ذرات در زیرلایه باکینگهام و بقیه از نوع لنارد جونز می باشد. برهم کنش های جفتی بین مـولکولی ذرات شامل برهمکنش های واندروالسی و کولنی در محاسبات لحاظ شده و از برهم کنش های درون مولکولی صرفنظر شده است. پارامتر های این پتانسیل برای برهم کنش ذرات sno2 از مرجع [6] و برای زیرلایه sio2 از مرجع [7] دریافت شده است. موقعیت ذرات sno2 در فاز گازی به روش تصادفی و و موقعیت ذرات sio2 از داده های تجربی انتخاب شده است. موقعیت اولیه اتمها در زیرلایه با استفاده از داده های کریستالوگرافی انتخاب شده است. این سیستم با تعداد ذرات 900 اتم زیرلایه و 30 اتم ذرات فرودی بررسی شده و طول گام زمانی 0.001 پیکو ثانیه و شعاع قطع پتانسیل 12 آنگستروم در نظر گرفته شده است. در تحول مکان و سرعت ذرات تا قبل از رسیدن سیستم به تعادل دما تغییر می کند و پس از آن به خاطر در نظر گرفتن آنسامبل کانونی میانگین دما ثابت خواهد بود. زیرلایه sio2 قبل از حضور ذرات sno2 در دمای k 10000 و با ساختار تری گونال شبیه سازی شده است. دما و فشار برای لایه نشانی ذرات sn و o_sn یه ترتیب برابر با k3000 و 0.0 atm می باشد. شرایط مرزی برای لایه نشانی، شرایط مرزی دو بعدی می باشد. و برای کنترل دما از ترموستات نوزه- هوور استفاده شده است. براساس روش md ، محاسبات عددی برای سیستم شامل اتم های sn و o_sn در حضور بسترsio2 به شرح فوق انجام شد. ملاحظه می شود در چارچوب شرایط اولیه فوق لایه نشانی با موفقیت انجام شده است که زمینه را برای مطالعه سیستم بزرگتر و پیچیده تر فراهم می کند. محاسبات انرژی نشان می دهد که سیستم با مینیمم شدن انرژی کل به حالت پایدار می رسد. فرایند لایه نشانی در سیستم شامل ???? اتم نیز انجام شد و با محاسبه پارامترهایی از قبیل طول پیوندی جفت ذرات با استفاده از تابع توزیع شعاعی درستی نتایج و ساختار لایه تشکیل شده بررسی شد. همچنین نمودار میانگین مربع جابه جایی در دماها و فشارهای متفاوت انجام شد. در بازه دمایی ??? تا ??? کلوین لایه یکنواخت تری تشکیل شد. میانگین ضخامت مشاهده شده در بازه ?.? تا ?.? نانومتر می باشد.

کربن دی اکسید به عنوان یک ناخالصی در گاز طبیعی شناخته شده است. این گاز سبب کاهش مطلوبیت گاز طبیعی گردیده و حذف آن امری ضروری است. یکی از روش های حذف این ترکیب استفاده از حلال های آلکانول آمینی می باشدکه حلال هایی پرکاربرد در صنعت می باشند. پژوهش حاضر تمرکز خود را بر بررسی ساختاری و ترمودینامیکی حذف کربن دی اکسید با استفاده از این حلال ها با بکارگیری شبیه سازی دینامیک مولکولی قرار داده است. هدف از این بررسی فراهم آوردن درکی عمیق در مورد رفتار گاز در مواجه با این حلال ها می باشد.

با توجه به مشکلاتی که سوخت‏های فسیلی ایجاد می‏کنند استفاده از انرژی خورشیدی برای تولید الکتریسیته مورد توجه قرار گرفته است. یکی از روش‏هایی که می‏توان برای این منظور استفاده کرد، فناوری سلول خورشیدی رنگدانه ای است. در بین نسلول های مختلف سلول خورشیدی، سلول خورشیدی حساس شده با رنگ به دلیل هزینه ی تولید کم و بازدهی بالا ارجحیت دارد. برای افزایش بازدهی در این روش راه های مختلفی وجود دارد که یکی از آن ها انتخاب مولکول رنگ مناسب است. رنگ های سری ft که از مشتقات رنگ n749 به شمار می روند در مطالعه حاضر انتخاب شدند. ده مولکول رنگ در دو دسته ی مختلف طبقه بندی گردید. دسته ی اول با افزودن طول استخلاف جانبی متصل به لیگاند فنیل پیریمیدین و دسته ی دوم با اضافه کردن فلوئور به رنگ های دسته ی اول ایجاد گردید. اثر گروه الکترون کشنده و افزایش طول استخلاف دو پارامتر مورد توجه در این بررسی هستند. در انجام تحقیق از روش نظریه ی تابعی چگالی استفاده شده است تمامی محاسبات با نرم افزار تابعی چگالی آمستردام انجام گرفته و مجموعه پایه برای تمام اتم ها dz و تابعی استفاده شده b3lyp می باشد. طبق نتایج، افزودن الکترون کشنده به رنگ روی خواص ساختاری رنگ تغییری ایجاد نمی کند و از طرفی باعث پایداری رنگ می شود. با توجه به محل استقرار اوربیتال ها سطوح انرژی homo-3 و lumo+3 به جای homo و lumo در فرایندهای الکتروشیمیایی تأثیرگذار می باشند، به طوری که تغییرات شکاف بین آن ها ناچیز بوده و در برانگیختگی رنگ تأثیری ندارد. نکته جالب توجه آن است که افزودن اتم الکترون کشنده باعث کاهش اختلاف بین lumo+3 و نوار رسانش نیمه رسانا می شود. در حالی که هر چه اختلاف بین این دو بیشتر باشد انتقال الکترون از رنگ به نیمه رسانا بهتر انجام می شود. بنابراین رنگ های دسته ی اول در انتقال الکترون بهتر عمل می-کنند. در مرحله ی بازسازی رنگ افزودن اتم فلوئور باعث بهبود عملکرد رنگ می شود، چرا که فاصله ی بین homo-3 و انرژی اکسایش/ کاهش یدید/تری یدید با حضور اتم فلوئور در استخلاف افزایش می یابد. این در حالی است که مقایسه ی همه ی رنگ های مورد بررسی با n3 نشان دهنده ی عملکرد بهتر این رنگ ها در هر دو مرحله ی بازسازی و انتقال الکترون به نیمه رسانا می باشد.