مطالعه و تعیین خواص ساختاری و انتقالی مایعات یونی تترابوتیل فسفونیوم گلوتامین و تترابوتیل فسفونیوم لیوسین با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی

در این پایان نامه خواص ساختاری و دینامیکی مایعات یونی تترا بوتیل فسفونیوم لیوسین و تترا بوتیل فسفونیوم گلوتامین با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی بررسی شده است. اندکی بعد از استفاده از چند ترکیب نیتروژن دار، که به عنوان کاتیون مایعات یونی دمای اتاق شناخته شده بود ، استفاده و کاربرد نمک ها ی فسفونیوم بعنوان کاتیون برای مایعات یونی، گسترش یافت و به عنوان مایعات جدید و حلال ها یی مناسب شناخته شدند. از دلایل مهمی که تترا بوتیل فسفونیوم به عنوان مایعات یونی صنعتی استفاده می-کنند، در دسترس بودن ،قیمت پایین و پایداری حرارتی بالای آن ها است. شبیه سازی های شبیه سازی در 350 و 85/321 کلوین و فشار 1 اتمسفر، به منظور مطالعه ی خواص ساختاری و انتقالی مایعات یونی انجام شد. میدان نیروی به کار برده شده، میدان نیروی اََمبر استخراج شده از مقاله ی زائو ارائه شده در 2007 و نرم افزارمورداستفادهdl_poly2.18 و گام زمانی برای شبیه سازی 1 فمتو ثانیه بود. در این پایان نامه، از مجموعه ی npt برای رسیدن به تعادل اولیه و محاسبه ساختار و از مجموعه ی nve برای تعیین خواص دینامیکی استفاده شده است. شبیه سازی سیستم تترا بوتیل فسفونیوم لیوسین با 5920 ذره (اتم) و شبیه سازی سیستم تترا بوتیل-فسفونیوم گلوتامین با 5760 ذره صورت گرفته است. در مجموع زمان شبیه سازی برای هر مایع یونی، 20 نانوثانیه می باشد. دانسیته ها-ی حاصل از شبیه سازی، با دانسیته ی تجربی دارای خطایی در حد 3 در صد است و بنابراین میدان نیروی مورد استفاده را، تأیید می-کند. احتمال زوایای دای هدرال مختلف در زنجیره ها ی بوتیل کاتیون تترا بوتیل فسفونیوم، بررسی شد و در سیستم ها ی مورد بررسی محتملترین زاویه ها 70 و 180 درجه، بدست آمد. بررسی نمودارهای rdf نشان می دهد که طول پیوند هیدروژنی بین گروه آمینی و کربوکسیل در هر دو آمینواسید یکسان است و پیک آن ها در یک موقعیت قرار دارد. در گلوتامین با توجه به گروه عاملی آسیل آمین (-conh2)، پیوندهای هیدروژنی بیشتری تشکیل می شود.میانگین مربعات جا به جا یی سیستم ها msd و ضرائب نفوذ کاتیون و آنیون ها تعیین و روند تغییرات آن ها نیز بررسی گردید. نفوذ ذرات به برایند عواملی از جمله پخش بار، اندازه ذره و شکل فضایی مولکول بستگی دارد. در ترکیب[tbp][leu] ،msd کاتیون بیشتر از آنیون است که عامل پخش بار بیشتر به واسطه گروه های بوتیل بر روی کاتیون موثرترین عامل است. اما برای ترکیب [tbp][gln] نتیجه کاملا برعکس است، یعنی msd آنیون بیشتر از کاتیون است. در این جا عامل اندازه مولکول را می توان موثر دانست. همچنین مقادیر تقریبی ضریب نفوذ با استفاده از شیب نمودارهای msd نیز محاسبه شده است. محاسبه ی دقیق ضریب نفوذ کاتیون و آنیون ها باید بر اساس msd مرکز جرم هر یون باشد. بهر حال در مورد دو مایع یونی این پایان نامه، اتم فسفر را با تقریب بسیار خوبی می توان نزدیک به مرکز جرم کاتیون در نظر گرفت ولی اتم نیتروژن آنیون نزدیک به مرکز جرم نبوده و محاسبه بر اساس اتم نیتروژن می تواند بعنوان یک مقدار تقریبی محسوب گردد. بنابر این چنانچه محاسبه ی خواص انتقالی بر اساس مرکز جرم واقعی یون ها انجام گیرد از دقت بالاتری برخوردار است. خواص انتقالی ذکر شده در این پایان نامه را بیشتر بطور کیفی می توان در نظر گرفت و در تفسیر اثر اندازه آنیون و کاتیون بر خواص انتقالی استفاده کرد.