سازماندهی ساختاری نانومقیاس، ترمودینامیک و دینامیک مایع یونی1-هگزیل-2و3- دی متیل ایمیدازولیوم-بیس (سولفونیل) ایمید و مخلوط آن با استونیتریل: مطالعه شبیه سازی دینامیک مولکولی

در این پایان¬نامه از روش شبیه¬سازی دینامیک مولکولی برای مطالعه خواص ترمودینامیکی، دینامیکی و ساختاری مایع یونی 1-¬هگزیل-2و3-¬دی¬متیل¬ایمیدازولیوم-¬بیس(فلوئوروسولفونیل)ایمید [c6mmim][fs]، و استونیتریل در حالت خالص و مخلوط¬های دوتایی آن¬ها استفاده شده است تا به تاثیر افزایش استونیتریل بر خواص مایع یونی پی برده شود. شبیه¬سازی¬ها در مجموعه آماری npt نوزه- هوور، در دماهای مختلف، فشار 1 اتمسفر و گام زمانی 1 فمتوثانیه انجام شدند. کمیت-هایی نظیر میانگین مربع جابجایی، ضرایب نفوذ، هدایت یونی، توابع توزیع شعاعی و هم¬چنین کمیت¬های ترمودینامیکی مانند چگالی، حجم مولی، ضریب انبساط حرارتی هم فشار، آنتالپی تبخیر مولی و چگالی انرژی جاذبه¬ای مطالعه شدند. خواص محاسبه شده با مقادیر تجربی و با تاثیر استونیتریل بر رفتار دینامیکی مایع یونی تعیین شده به صورت تجربی در توافق بود. شبیه¬سازی¬ها نشان می¬دهند که افزایش استونیتریل، ضرایب نفوذ کاتیون و آنیون و نیز هدایت یونی مایع یونی را افزایش می¬دهد. این امر منجر به بهبود رفتار دینامیکی این مایع یونی در حضور استونیتریل می¬شود. همچنین پدیده تفکیک نانومقیاس مناطق قطبی- غیرقطبی با نمایش گرافیکی جعبه شبیه¬سازی توسط نرم افزار گرافیک مولکولی rasmol مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از این بخش نشان داد که در مایع یونی، زنجیرهای آلکیل جانبی با یکدیگر برهم-کنش داشته و تشکیل مناطق غیر قطبی را می¬دهند که مجزا از مناطق قطبی (حلقه ایمیدازولیوم و آنیون) بوده و ابعاد این مناطق در حدود 2-1 نانومتر تخمین زده می¬شود. در مخلوط دوتایی مایع یونی- استونیتریل، مولکول¬های استونیتریل به عنوان پلی بین نواحی مجزای قطبی- غیرقطبی قرار می¬گیرند.