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Ona o le tele o punaoa o le sodium, o maa sodium-ion (NIBs) o se fofo fou mo le teuina o le malosiaga eletise. I le taimi nei, o le faʻalavelave autu i le atinaʻeina o tekinolosi NIB o le leai o ni mea eletise e mafai ona teuina/faʻasaʻolotoina ai ions sodium mo se taimi umi. O le mea lea, o le faʻamoemoega o lenei suʻesuʻega o le suʻesuʻeina lea o le aʻafiaga o le faʻaopoopoina o le glycerol i luga o le polyvinyl alcohol (PVA) ma le sodium alginate (NaAlg) faʻafefiloi o ni mea eletise NIB. O lenei suʻesuʻega e taulaʻi i faʻamatalaga o le fesoʻotaʻiga eletise, vevela, ma le quantitative structure-activity (QSAR) o electrolytes polymer e faʻavae i luga o le PVA, sodium alginate, ma le glycerol blends. O nei meatotino o loʻo suʻesuʻeina e faʻaaoga ai metotia semi-empirical ma le density functional theory (DFT). Talu ai ona o le suʻesuʻega faʻatulagaina na faʻaalia ai auiliiliga o fegalegaleaiga i le va o le PVA/alginate ma le glycerol, na suʻesuʻeina ai le band gap energy (Eg). O taunuʻuga e faʻaalia ai o le faʻaopoopoina o le glycerol e mafua ai le faʻaitiitia o le tau o le Eg i le 0.2814 eV. O le molecular electrostatic potential surface (MESP) o loʻo faʻaalia ai le tufatufaina o vaega e tele ai le eletise ma vaega e leai ni eletise ma molecular charges i le electrolyte system atoa. O faʻasologa o le vevela na suʻesuʻeina e aofia ai le enthalpy (H), entropy (ΔS), heat capacity (Cp), Gibbs free energy (G) ma le heat of formation. E le gata i lea, o le tele o faʻamatalaga o le quantitative structure-activity relationship (QSAR) e pei o le total dipole moment (TDM), total energy (E), ionization potential (IP), Log P ma le polarizability na suʻesuʻeina i lenei suʻesuʻega. O taunuuga na faʻaalia ai o le H, ΔS, Cp, G ma le TDM na faʻateleina i le faʻateleina o le vevela ma le glycerol content. I le taimi nei, o le heat of formation, IP ma le E na faʻaitiitia, lea na faʻaleleia atili ai le reactivity ma le polarizability. E le gata i lea, i le faʻaopoopoina o le glycerol, na faʻateleina ai le cell voltage i le 2.488 V. O le DFT ma le PM6 calculations e faʻavae i luga o le taugofie o le PVA/Na Alg glycerol-based electrolytes e faʻaalia ai e mafai ona latou suia vaega o le lithium-ion batteries ona o lo latou multifunctionality, ae o loʻo manaʻomia nisi faʻaleleia ma suʻesuʻega.
E ui o loʻo faʻaaogaina lautele maa lithium-ion (LIBs), ae o lo latou faʻaaogaina e feagai ma le tele o tapulaʻa ona o le puʻupuʻu o le ola, taugata tele, ma popolega i le saogalemu. O maa sodium-ion (SIBs) e mafai ona avea ma se isi auala e sui ai LIBs ona o lo latou avanoa lautele, taugofie, ma le le oona o le elemene sodium. O loʻo avea ma maa sodium-ion (SIBs) ma se faiga taua tele o le teuina o le malosi mo masini eletise1. O maa sodium-ion e faʻalagolago tele i electrolytes e faʻafaigofie ai le felauaiga o ion ma faʻatupuina le eletise2,3. O electrolytes vai e tele lava ina faia i masima uʻamea ma solvents organic. O faʻaoga aoga e manaʻomia ai le mafaufau lelei i le saogalemu o electrolytes vai, aemaise lava pe a feagai le maa ma le atuatuvalega vevela poʻo le eletise4.
O maa sodium-ion (SIB) ua faʻamoemoeina e suitulaga i maa lithium-ion i se taimi lata mai ona o le tele o latou faʻasao i le sami, le le oona, ma le taugofie o meafaitino. O le gaosiga o nanomaterials ua faʻavavevaveina ai le atinaʻeina o le teuina o faʻamatalaga, masini eletise, ma masini vaʻai. O se vaega tele o tusitusiga ua faʻaalia ai le faʻaaogaina o nanostructures eseese (e pei o, oxides uʻamea, graphene, nanotubes, ma fullerenes) i maa sodium-ion. Ua taulaʻi suʻesuʻega i le atinaʻeina o mea anode, e aofia ai polymers, mo maa sodium-ion ona o lo latou fetuutuunai ma le agalelei i le siosiomaga. E le masalomia o le a faʻateleina le fiafia i suʻesuʻega i le matata o maa polymer e toe faʻatumuina. O mea fou polymer electrode ma fausaga ma meatotino tulaga ese e foliga mai o le a saunia le ala mo tekinolosi teuina o le malosi e le afaina i le siosiomaga. E ui lava ina suʻesuʻeina le tele o mea polymer electrode mo le faʻaaogaina i maa sodium-ion, o lenei matata o loʻo i ai pea i ona laʻasaga muamua o le atinaʻeina. Mo maa sodium-ion, e manaʻomia ona suʻesuʻeina nisi mea polymer ma faʻatulagaga eseese. E faʻavae i luga o lo matou malamalama i le taimi nei i le auala e teu ai le sodium ions i mea eletise polymer, e mafai ona manatu o vaega carbonyl, free radicals, ma heteroatoms i le conjugated system e mafai ona avea ma nofoaga aoga mo le fegalegaleai ma sodium ions. O le mea lea, e taua tele le atinaʻeina o polymers fou e maualuga le mafiafia o nei nofoaga aoga. O le gel polymer electrolyte (GPE) o se tekinolosi ese e faʻaleleia atili ai le faʻatuatuaina o le maa, ion conductivity, leai se leakage, maualuga le fetuutuunaʻi, ma le lelei o le faʻatinoga12.
O matrices polymer e aofia ai mea e pei o le PVA ma le polyethylene oxide (PEO)13. O le gel permeable polymer (GPE) e fa'agata ai le electrolyte vai i totonu o le polymer matrix, lea e fa'aitiitia ai le lamatiaga o le tafe pe a fa'atusatusa i separators fa'apisinisi14. O le PVA o se polymer biodegradable synthetic. E maualuga lona permittivity, e taugofie ma e le oona. Ua lauiloa le mea i ona meatotino e fausia ai ata tifaga, mautu fa'akemikolo ma le pipii. E iai fo'i vaega fa'atino (OH) ma le maualuga o le cross-linking potential density15,16,17. O le fa'afefiloi o le polymer, fa'aopoopoga o le plasticizer, fa'aopoopoga o le composite ma metotia o le in situ polymerization ua fa'aaogaina e fa'aleleia atili ai le conductivity o le PVA-based polymer electrolytes e fa'aitiitia ai le matrix crystallinity ma fa'ateleina ai le flexibility o le chain18,19,20.
O le paluina o se metotia taua mo le atinaʻeina o mea polymeric mo galuega faʻapisinisi. E masani ona faʻaaogaina palu polymer e: (1) faʻaleleia atili ai meatotino faʻagasolo o polymers masani i galuega faʻapisinisi; (2) faʻaleleia atili ai meatotino faʻakemikolo, faʻaletino, ma faʻainisinia o mea e pala; ma le (3) fetuʻunaʻi i le vave suia o manaʻoga mo mea fou i le pisinisi afifiina o meaʻai. E le pei o le copolymerization, o le palu polymer o se faiga taugofie e faʻaaogaina ai faiga faʻaletino faigofie nai lo faiga faʻakemikolo faigata e ausia ai meatotino manaʻomia21. Ina ia fausia ni homopolymers, e mafai e polymers eseese ona fegalegaleai e ala i malosiaga dipole-dipole, hydrogen bonds, poʻo charge-transfer complexes22,23. O palu e faia mai polymers masani ma synthetic e mafai ona tuʻufaʻatasia lelei le biocompatibility ma meatotino faʻainisinia sili ona lelei, ma fausia ai se mea sili atu i se tau maualalo o le gaosiga24,25. O le mea lea, ua i ai le naunau tele i le fatuina o mea polymeric biorelevant e ala i le faʻafefiloi o polymers synthetic ma faʻalenatura. E mafai ona tuʻufaʻatasia le PVA ma le sodium alginate (NaAlg), cellulose, chitosan ma le starch26.
O le sodium alginate o se polymer masani ma se polysaccharide anionic e maua mai i le limu enaena o le sami. O le sodium alginate e aofia ai le β-(1-4)-linked D-mannuronic acid (M) ma le α-(1-4)-linked L-guluronic acid (G) ua faatulagaina i ni foliga homopolymeric (poly-M ma le poly-G) ma poloka heteropolymeric (MG po'o le GM)27. O le aofa'i ma le fua fa'atatau o poloka M ma G e iai sona aafiaga tele i meatotino fa'akemikolo ma fa'aletino o le alginate28,29. O le sodium alginate e fa'aaogaina ma su'esu'eina lautele ona o lona biodegradability, biocompatibility, taugofie, meatotino lelei e fausia ai ata tifaga, ma le le oona. Peita'i, o le tele o vaega hydroxyl (OH) ma le carboxylate (COO) i le filifili alginate e mafua ai ona hydrophilic tele le alginate. Peita'i, o le alginate e iai ona meatotino fa'ainisinia e le lelei ona o lona ma'ale'ale ma le faigata. O le mea lea, e mafai ona tu'ufa'atasia le alginate ma isi mea fa'apitoa e fa'aleleia atili ai le maaleale i le vai ma meatotino fa'ainisinia30,31.
A'o le'i mamanuina ni mea fou eletoronika, e masani ona fa'aaogaina fuafuaga DFT e iloilo ai le gafatia o le gaosiga o mea fou. E le gata i lea, e fa'aaogaina e saienitisi le fa'ata'ita'iga molecular e fa'amaonia ma vavalo ai taunu'uga o fa'ata'ita'iga, sefe ai le taimi, fa'aitiitia ai otaota vaila'au, ma vavalo ai amioga o fegalegaleaiga32. Ua avea le fa'ata'ita'iga molecular ma se lala malosi ma taua o le saienisi i le tele o matā'upu, e aofia ai le saienisi o meafaitino, nanomaterials, kemisi fa'akomepiuta, ma le mauaina o vaila'au33,34. I le fa'aaogaina o polokalame fa'ata'ita'iga, e mafai e saienitisi ona maua sa'o fa'amatalaga molecular, e aofia ai le malosi (vevela o le fausiaina, gafatia o le ionization, malosi fa'agaoioia, ma isi) ma le geometry ( tulimanu o fusi, umi o fusi, ma tulimanu o le torsion)35. E le gata i lea, o meatotino eletise (moliga, malosiaga o le va o le HOMO ma le LUMO band, electron affinity), meatotino spectral (fa'ailoga o le vibrational modes ma le malosi e pei o le FTIR spectra), ma meatotino bulk (volume, diffusion, viscosity, modulus, ma isi)36 e mafai ona fuafuaina.
O loʻo faʻaalia e le LiNiPO4 ni tulaga lelei e ono maua i le tauva ma mea eletise lelei o le lithium-ion battery ona o lona maualuga o le malosi (voltage galue e tusa ma le 5.1 V). Ina ia faʻaaogaina atoatoa le lelei o le LiNiPO4 i le vaega maualuga-voltage, e manaʻomia ona faʻaitiitia le voltage galue aua o le electrolyte maualuga-voltage o loʻo atiaʻe nei e naʻo le tumau pea le mautu i voltage i lalo ifo o le 4.8 V. Na suʻesuʻeina e Zhang ma isi le faʻaaogaina o metala fesuiaʻiga uma o le 3d, 4d, ma le 5d i le nofoaga Ni o le LiNiPO4, filifilia mamanu faʻaaogaina o le doping ma le faʻatinoga eletise sili ona lelei, ma fetuʻunaʻi le voltage galue o le LiNiPO4 aʻo faʻatumauina pea le mautu o lana faʻatinoga eletise. O voltage galue maualalo na latou maua o le 4.21, 3.76, ma le 3.5037 mo le Ti, Nb, ma le Ta-doped LiNiPO4, i le faasologa.
O le mea lea, o le fa'amoemoega o lenei su'esu'ega o le su'esu'eina fa'ateorē o le a'afiaga o le glycerol o se plasticizer i meatotino eletise, fa'amatalaga QSAR ma meatotino fa'avevela o le PVA/NaAlg system e fa'aaoga ai fa'atusatusaga quantum mechanical mo lona fa'aogaina i maa ion-ion e mafai ona toe fa'atumuina. O fegalegaleaiga fa'amolecular i le va o le fa'ata'ita'iga PVA/NaAlg ma le glycerol na su'esu'eina e fa'aaoga ai le quantum atomic theory of molecules (QTAIM) a Bader.
O se faʻataʻitaʻiga mole mole e faʻatusalia ai le fegalegaleaiga a le PVA ma le NaAlg ona sosoo ai lea ma le glycerol na faʻaleleia atili e faʻaaoga ai le DFT. Na fuafuaina le faʻataʻitaʻiga e faʻaaoga ai le polokalama Gaussian 0938 i le Matagaluega o le Spectroscopy, Nofoaga Autu mo Suʻesuʻega a le Atunuʻu, Cairo, Aikupito. Na faʻaleleia atili faʻataʻitaʻiga e faʻaaoga ai le DFT i le tulaga B3LYP/6-311G(d, p)39,40,41,42. Ina ia faʻamaonia le fegalegaleaiga i le va o faʻataʻitaʻiga na suʻesuʻeina, o suʻesuʻega o le tele o taimi na faia i le tulaga tutusa o le aʻoaʻoga e faʻaalia ai le mautu o le geometry ua faʻaleleia atili. O le leai o ni tele o taimi leaga i totonu o tele uma na iloiloina e faʻamamafaina ai le fausaga na faʻamoemoeina i le minima moni lelei i luga o le fogaeleele o le malosiaga gafatia. O faʻailoga faaletino e pei o le TDM, HOMO/LUMO band gap energy ma le MESP na fuafuaina i le tulaga tutusa o le aʻoaʻoga o le quantum mechanical. E le gata i lea, o nisi o fa'ailoga fa'avevela e pei o le vevela mulimuli o le fausiaina, le malosi saoloto, entropy, enthalpy ma le gafatia o le vevela na fuafuaina e fa'aaoga ai fua fa'atatau o lo'o tu'uina atu i le Laulau 1. O fa'ata'ita'iga na su'esu'eina na faia i le au'ili'iliga o le quantum theory of atoms in molecules (QTAIM) ina ia iloa ai fegalegaleaiga o lo'o tutupu i luga o le fogaeleele o fausaga na su'esu'eina. O nei fuafuaga na faia e fa'aaoga ai le poloaiga "output=wfn" i le code polokalama Gaussian 09 ona va'aia lea e fa'aaoga ai le code polokalama Avogadro43.
O fea o le E o le malosiaga i totonu, o le P o le mamafa, o le V o le voluma, o le Q o le fesuiaiga o le vevela i le va o le faiga ma lona siosiomaga, o le T o le vevela, o le ΔH o le suiga o le enthalpy, o le ΔG o le suiga o le malosiaga saoloto, o le ΔS o le suiga o le entropy, o le a ma le b o paramita o le vibrational, o le q o le atomic charge, ma o le C o le atomic electron density44,45. Mulimuli ane, o fausaga lava e tasi na faʻaleleia atili ma o paramita o le QSAR na fuafuaina i le tulaga PM6 e faʻaaoga ai le polokalama SCIGRESS code46 i le Spectroscopy Department of the National Research Center i Cairo, Aikupito.
I la matou galuega muamua47, na matou iloiloina ai le faʻataʻitaʻiga e sili ona ono tupu o loʻo faʻamatalaina ai le fegalegaleaiga o iunite PVA e tolu ma iunite NaAlg e lua, faʻatasi ai ma le glycerol o loʻo galue o se plasticizer. E pei ona taʻua i luga, e lua avanoa mo le fegalegaleaiga a le PVA ma le NaAlg. O faʻataʻitaʻiga e lua, ua faʻailogaina o le 3PVA-2Na Alg (e faʻavae i luga o le numera kaponi 10) ma le Term 1Na Alg-3PVA-Mid 1Na Alg, e iai le tau maualalo o le va o le malosi48 pe a faʻatusatusa i isi fausaga na mafaufauina. O le mea lea, o le aʻafiaga o le faʻaopoopoga Gly i luga o le faʻataʻitaʻiga e sili ona ono tupu o le polymer faʻafefiloi PVA/Na Alg na suʻesuʻeina e faʻaaoga ai fausaga mulimuli e lua: 3PVA-(C10)2Na Alg (e taʻua o le 3PVA-2Na Alg mo le faigofie) ma le Term 1 Na Alg − 3PVA-Mid 1 Na Alg. E tusa ai ma tusitusiga, e mafai e le PVA, NaAlg ma le glycerol ona fausia naʻo ni sootaga hydrogen vaivai i le va o vaega galue hydroxyl. Talu ai o le PVA trimer ma le NaAlg ma le glycerol dimer o loʻo i ai ni vaega OH se tele, e mafai ona faʻatinoina le fesootaʻiga e ala i se tasi o vaega OH. O loʻo faʻaalia i le Ata 1 le fegalegaleaiga i le va o le mole glycerol faʻataʻitaʻi ma le mole mole 3PVA-2Na Alg, ma o loʻo faʻaalia i le Ata 2 le faʻataʻitaʻiga na fausia o le fegalegaleaiga i le va o le mole mole Term 1Na Alg-3PVA-Mid 1Na Alg ma le tele eseese o le glycerol.
Fausaga ua fa'aleleia atili: (a) Gly ma le 3PVA − 2Na Alg e fegalegaleai ma le (b) 1 Gly, (c) 2 Gly, (d) 3 Gly, (e) 4 Gly, ma le (f) 5 Gly.
Fausaga fa'alelei o le Term 1Na Alg- 3PVA –Mid 1Na Alg e fegalegaleai ma le (a) 1 Gly, (b) 2 Gly, (c) 3 Gly, (d) 4 Gly, (e) 5 Gly, ma le (f) 6 Gly.
O le malosiaga o le electron band gap o se parakalafa taua e mafaufau i ai pe a suʻesuʻeina le tali atu o soʻo se mea eletise. Aua e faʻamatalaina ai amioga a electrons pe a feagai le mea ma suiga mai fafo. O le mea lea, e tatau ai ona faʻatatauina le malosiaga o le electron band gap o le HOMO/LUMO mo fausaga uma na suʻesuʻeina. O loʻo faʻaalia i le Laulau 2 suiga i malosiaga o le HOMO/LUMO o le 3PVA-(C10)2Na Alg ma le Term 1Na Alg − 3PVA- Mid 1Na Alg ona o le faʻaopoopoina o le glycerol. E tusa ai ma le ref47, o le tau Eg o le 3PVA-(C10)2Na Alg o le 0.2908 eV, ae o le tau Eg o le fausaga o loʻo atagia ai le avanoa o le fegalegaleaiga lona lua (ie, Term 1Na Alg − 3PVA- Mid 1Na Alg) o le 0.5706 eV.
Peita’i, na iloa ai o le fa’aopoopoina o le glycerol na i’u ai i se suiga itiiti i le tau o le Eg o le 3PVA-(C10)2Na Alg. Ina ua fegalegaleai le 3PVA-(C10)2NaAlg ma iunite glycerol e 1, 2, 3, 4 ma le 5, na avea ai ona tau o le Eg ma le 0.302, 0.299, 0.308, 0.289 ma le 0.281 eV. Peita’i, e iai se malamalamaga taua ina ua mae’a ona fa’aopoopoina iunite glycerol e 3, na la’ititi ifo le tau o le Eg nai lo le 3PVA-(C10)2Na Alg. O le fa’ata’ita’iga o lo’o fa’atusalia ai le fegalegaleaiga o le 3PVA-(C10)2Na Alg ma iunite glycerol e lima o le fa’ata’ita’iga fegalegaleaiga e sili ona ono tupu. O lona uiga a’o fa’ateleina le aofa’i o iunite glycerol, e fa’ateleina fo’i le avanoa e fegalegaleai ai.
I le taimi nei, mo le avanoa lona lua o fegalegaleaiga, o le malosiaga o le HOMO/LUMO o molelaʻau faʻataʻitaʻi o loʻo faʻatusalia ai le 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 ma le Term 1Na Alg − 3PVA –Mid 1Na Alg- 6Gly e avea ma 1.343, 1.34 7, 0.976, 0.607, 0.348 ma le 0.496 eV, i le faasologa lava lea. O loʻo faʻaalia i le Laulau 2 le malosiaga o le vaeluaga o fusi HOMO/LUMO ua fuafuaina mo fausaga uma. E le gata i lea, o le amioga lava lea e tasi o fegalegaleaiga o le vaega muamua o loʻo toe faia iinei.
O le talitonuga o le fusi i le fisiki o le tulaga mautu e faapea a o faaitiitia le va o fusi o se mea eletise, e faateleina ai le eletise o le eletise o le mea. O le doping o se metotia masani e faaitiitia ai le va o fusi o mea sodium-ion cathode. Na faaaoga e Jiang ma isi le doping o le Cu e faaleleia atili ai le eletise o le eletise o mea ua vaevaeina i le β-NaMnO2. I le faaaogaina o fuafuaga a le DFT, na latou iloa ai o le doping na faaitiitia ai le va o fusi o le mea mai le 0.7 eV i le 0.3 eV. O lenei mea e faailoa mai ai o le doping o le Cu e faaleleia atili ai le eletise o le eletise o le mea β-NaMnO2.
O le MESP ua faʻamatalaina o le malosiaga o fegalegaleaiga i le va o le tufatufaina o le molecular charge ma se tasi le charge lelei. O le MESP ua manatu o se meafaigaluega aoga mo le malamalama ma le faʻamatalaina o meatotino faʻakemikolo ma le tali atu. E mafai ona faʻaaogaina le MESP e malamalama ai i faiga o fegalegaleaiga i le va o mea polymeric. O le MESP o loʻo faʻamatalaina ai le tufatufaina o le charge i totonu o le compound o loʻo suʻesuʻeina. E le gata i lea, o le MESP e tuʻuina atu faʻamatalaga e uiga i nofoaga aoga i meafaitino o loʻo suʻesuʻeina32. O loʻo faʻaalia i le Ata 3 ia ata o le MESP o le 3PVA-(C10) 2Na Alg, 3PVA-(C10) 2Na Alg − 1Gly, 3PVA-(C10) 2Na Alg − 2Gly, 3PVA-(C10) 2Na Alg − 3Gly, 3PVA-(C10) 2Na Alg − 4Gly, ma le 3PVA-(C10) 2Na Alg − 5Gly na valoia i le tulaga o le B3LYP/6-311G(d, p) o le aʻoaʻoga.
O foliga o le MESP ua fuafuaina ma le B3LYP/6-311 g(d, p) mo le (a) Gly ma le 3PVA − 2Na Alg o loʻo fegalegaleai ma le (b) 1 Gly, (c) 2 Gly, (d) 3 Gly, (e) 4 Gly, ma le (f) 5 Gly.
I le taimi nei, o loʻo faʻaalia i le Ata 4 ia taunuuga ua fuafuaina o le MESP mo le 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 ma le Term 1Na Alg-3PVA – Mid 1Na Alg − 6Gly, i le faasologa lava lea. O le MESP ua fuafuaina ua faʻatusalia o se amioga o le contour. O laina o le contour o loʻo faʻatusalia e lanu eseese. O lanu taʻitasi e faʻatusalia ai se tau eseese o le electronegativity. O le lanu mumu e faʻailoa mai ai nofoaga e matua electronegative pe reactive. I le taimi nei, o le lanu samasama e faʻatusalia ai nofoaga neutral 49, 50, 51 i le fausaga. O fa'ai'uga o le MESP na fa'aalia ai o le tali vave o le 3PVA-(C10)2Na Alg na fa'ateleina i le fa'ateleina o le lanu mumu i tafatafa o fa'ata'ita'iga na su'esu'eina. I le taimi lava lea, o le malosi o le lanu mumu i le fa'afanua MESP o le Term 1Na Alg-3PVA – Mid 1Na Alg model molecule e fa'aitiitia ona o le fegalegaleaiga ma le eseesega o le glycerol content. O le suiga i le tufatufaina o lanu mumu i tafatafa o le fausaga ua fautuaina e atagia ai le tali vave, ae o le fa'ateleina o le malosi e fa'amaonia ai le fa'ateleina o le electronegativity o le 3PVA-(C10)2Na Alg model molecule ona o le fa'ateleina o le glycerol content.
B3LYP/6-311 g(d, p) fuafuaina le MESP Term o le 1Na Alg-3PVA-Mid 1Na Alg e fegalegaleai ma le (a) 1 Gly, (b) 2 Gly, (c) 3 Gly, (d) 4 Gly, (e) 5 Gly, ma le (f) 6 Gly.
O fausaga uma ua fautuaina e iai a latou fa'asologa fa'avevela e pei o le enthalpy, entropy, gafatia fa'avevela, malosiaga sa'oloto ma le vevela o le fausiaina ua fuafuaina i vevela eseese i le va o le 200 K i le 500 K. Mo le fa'amatalaina o amioga a faiga fa'aletino, e fa'aopoopo i le su'esu'eina o a latou amioga fa'aeletoronika, e tatau fo'i ona su'esu'eina a latou amioga fa'avevela e fai ma galuega tauave o le vevela ona o la latou fegalegaleaiga ma le tasi ma le isi, lea e mafai ona fuafuaina e fa'aaoga ai fua fa'atatau o lo'o tu'uina atu i le Laulau 1. O le su'esu'eina o nei fa'asologa fa'avevela ua manatu o se fa'ailoga taua o le tali atu ma le mautu o ia faiga fa'aletino i vevela eseese.
A o le enthalpy o le PVA trimer, e muamua ona tali atu i le NaAlg dimer, ona sosoo ai lea ma le OH group e pipii atu i le carbon atom #10, ma mulimuli ane ma le glycerol. O le Enthalpy o se fua lea o le malosi i totonu o se faiga thermodynamic. E tutusa le Enthalpy ma le vevela atoa i totonu o se faiga, lea e tutusa ma le malosi i totonu o le faiga faaopoopo i ai le oloa o lona voluma ma le mamafa. I se isi faaupuga, o le enthalpy e faaalia ai le tele o le vevela ma le galuega e faaopoopo pe aveese mai se mea52.
O lo'o fa'aalia i le Ata 5 suiga o le enthalpy i le taimi o le tali atu o le 3PVA-(C10)2Na Alg fa'atasi ai ma le tele o glycerol. O fa'apu'upu'uga A0, A1, A2, A3, A4, ma le A5 o lo'o fa'atusalia ai mole mole fa'ata'ita'iga 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, ma le 3PVA-(C10)2Na Alg − 5Gly, i le fa'asologa lava lea. O lo'o fa'aalia i le Ata 5a o lo'o fa'atupula'ia le enthalpy i le fa'ateleina o le vevela ma le aofa'i o le glycerol. O le enthalpy o le fausaga o loʻo faʻatusalia ai le 3PVA-(C10)2NaAlg − 5Gly (ie, A5) i le 200 K e 27.966 cal/mol, ae o le enthalpy o le fausaga o loʻo faʻatusalia ai le 3PVA-2NaAlg i le 200 K e 13.490 cal/mol. Ma le mea mulimuli, talu ai e lelei le enthalpy, o lenei tali atu e endothermic.
O le Entropy ua faʻamatalaina o se fua o le malosiaga e le maua i totonu o se faiga thermodynamic tapuni ma e masani ona manatu i ai o se fua o le le mautonu o le faiga. O loʻo faʻaalia i le Ata 5b le suiga i le entropy o le 3PVA-(C10)2NaAlg faʻatasi ai ma le vevela ma le auala e fegalegaleai ai ma iunite glycerol eseese. O loʻo faʻaalia i le kalafi o loʻo suia faʻasolosolo le entropy aʻo faʻateleina le vevela mai le 200 K i le 500 K. O loʻo faʻaalia manino mai i le Ata 5b o le entropy o le faʻataʻitaʻiga 3PVA-(C10)2Na Alg e oʻo atu i le 200 cal/K/mol i le 200 K aua o le faʻataʻitaʻiga 3PVA-(C10)2Na Alg e faʻaalia ai le itiiti ifo o le le mautonu o le lattice. Aʻo faʻateleina le vevela, e faʻalavelaveina le faʻataʻitaʻiga 3PVA-(C10)2Na Alg ma faʻamatalaina ai le faʻateleina o le entropy faʻatasi ai ma le faʻateleina o le vevela. E le gata i lea, e manino lava o le fausaga o le 3PVA-C10 2Na Alg-5 Gly e sili ona maualuga le tau o le entropy.
O le amioga lava lea e tasi e matauina i le Ata 5c, lea e faaalia ai le suiga o le gafatia o le vevela faatasi ai ma le vevela. O le gafatia o le vevela o le aofaiga o le vevela e manaomia e sui ai le vevela o se aofaiga tuuina atu o le mea i le 1 °C47. O le Ata 5c o loo faaalia ai suiga i le gafatia o le vevela o le mole mole 3PVA-(C10)2NaAlg ona o fegalegaleaiga ma iunite glycerol 1, 2, 3, 4, ma le 5. O loo faaalia i le ata o le gafatia o le vevela o le faataitaiga 3PVA-(C10)2NaAlg e faateleina i le laina faatasi ai ma le vevela. O le faateleina o le gafatia o le vevela ua matauina faatasi ai ma le faateleina o le vevela e mafua mai i le phonon thermal vibrations. E le gata i lea, o loo i ai faamaoniga o le faateleina o le glycerol e oo atu ai i le faateleina o le gafatia o le vevela o le faataitaiga 3PVA-(C10)2NaAlg. E le gata i lea, o loo faaalia i le fausaga o le 3PVA-(C10)2NaAlg−5Gly e sili ona maualuga le taua o le gafatia o le vevela pe a faatusatusa i isi fausaga.
O isi fa'ailoga e pei o le malosi saoloto ma le vevela mulimuli o le fausiaina na fuafuaina mo fausaga na su'esu'eina ma o lo'o fa'aalia i le Ata 5d ma le e, i le fa'asologa. O le vevela mulimuli o le fausiaina o le vevela lea e fa'asa'olotoina pe mitiia i le taimi o le fausiaina o se mea mama mai ona elemene i lalo o le mamafa faifai pea. E mafai ona fa'amatalaina le malosi saoloto o se meatotino e tutusa ma le malosi, o lona uiga, o lona taua e fa'alagolago i le aofa'i o mea i tulaga ta'itasi o le thermodynamic. O le malosi saoloto ma le vevela o le fausiaina o le 3PVA-(C10)2NaAlg−5Gly o le mea aupito maualalo ma o le -1318.338 ma le -1628.154 kcal/mol, i le fa'asologa. I se fa'atusatusaga, o le fausaga o lo'o fa'atusalia ai le 3PVA-(C10)2NaAlg e sili ona maualuga le malosi saoloto ma le tau o le vevela o le fausiaina o le -690.340 ma le -830.673 kcal/mol, i le fa'asologa, pe a fa'atusatusa i isi fausaga. E pei ona fa'aalia i le Ata 5, o meatotino fa'avevela eseese e suia ona o le fegalegaleaiga ma le glycerol. O le malosi saoloto o Gibbs e le lelei, e fa'ailoa mai ai o le fausaga ua fautuaina e mautu.
Na fuafuaina e le PM6 ia fa'asologa o le vevela o le 3PVA- (C10) 2Na Alg mama (fa'ata'ita'iga A0), 3PVA- (C10) 2Na Alg − 1 Gly (fa'ata'ita'iga A1), 3PVA- (C10) 2Na Alg − 2 Gly (fa'ata'ita'iga A2), 3PVA- (C10) 2Na Alg − 3 Gly (fa'ata'ita'iga A3), 3PVA- (C10) 2Na Alg − 4 Gly (fa'ata'ita'iga A4), ma le 3PVA- (C10) 2Na Alg − 5 Gly (fa'ata'ita'iga A5), lea (a) o le enthalpy, (b) entropy, (c) gafatia o le vevela, (d) malosiaga saoloto, ma le (e) vevela o le fausiaina.
I le isi itu, o le faiga lona lua o fegalegaleaiga i le va o le PVA trimer ma le dimeric NaAlg e tupu i vaega OH pito i tua ma le ogatotonu i le fausaga o le PVA trimer. E pei o le vaega muamua, o parakalafa fa'avevela na fuafuaina e fa'aaoga ai le tulaga tutusa o le a'oa'oga. O lo'o fa'aalia i le Ata 6a-e le eseesega o le enthalpy, entropy, gafatia o le vevela, malosiaga saoloto ma, mulimuli ane, le vevela o le fausiaina. O lo'o fa'aalia i Ata 6a-c o le enthalpy, entropy ma le gafatia o le vevela o le Term 1 NaAlg-3PVA-Mid 1 NaAlg e fa'aalia ai le amioga tutusa e pei o le vaega muamua pe a fegalegaleai ma iunite glycerol 1, 2, 3, 4, 5 ma le 6. E le gata i lea, o latou tau e faasolosolo malie ona fa'atupula'ia i le fa'ateleina o le vevela. E le gata i lea, i le fa'ata'ita'iga o le Term 1 Na Alg − 3PVA-Mid 1 Na Alg ua fautuaina, o tau o le enthalpy, entropy ma le gafatia o le vevela na fa'atupula'ia i le fa'ateleina o le aofa'i o le glycerol. O fa'apu'upu'uga B0, B1, B2, B3, B4, B5 ma le B6 o lo'o fa'atusalia ai fausaga nei: Term 1 Na Alg − 3PVA- Mid 1 Na Alg, Term 1 Na Alg- 3PVA- Mid 1 Na Alg − 1 Gly, Term 1 Na Alg- 3PVA- Mid 1 Na Alg − 2gly, Term 1 Na Alg- 3PVA- Mid 1 Na Alg − 3gly, Term 1 Na Alg- 3PVA- Mid 1 Na Alg − 4 Gly, Term 1 Na Alg- 3PVA- Mid 1 Na Alg − 5 Gly ma le Term 1 Na Alg- 3PVA- Mid 1 Na Alg − 6 Gly. E pei ona fa'aalia i le Ata 6a–c, e manino lava o le a fa'atupula'ia le taua o le enthalpy, entropy ma le gafatia o le vevela pe a fa'atupula'ia le aofa'i o iunite glycerol mai le 1 i le 6.
Na fuafuaina e le PM6 ia fa'asologa o le vevela o le Term 1 Na Alg- 3PVA- Mid 1 Na Alg (fa'ata'ita'iga B0), Term 1 Na Alg- 3PVA- Mid 1 Na Alg – 1 Gly (fa'ata'ita'iga B1), Term 1 Na Alg- 3PVA- Mid 1 Na Alg – 2 Gly (fa'ata'ita'iga B2), Term 1 Na Alg- 3PVA- Mid 1 Na Alg – 3 Gly (fa'ata'ita'iga B3), Term 1 Na Alg- 3PVA- Mid 1 Na Alg – 4 Gly (fa'ata'ita'iga B4), Term 1 Na Alg- 3PVA- Mid 1 Na Alg – 5 Gly (fa'ata'ita'iga B5), ma le Term 1 Na Alg- 3PVA- Mid 1 Na Alg – 6 Gly (fa'ata'ita'iga B6), e aofia ai le (a) enthalpy, (b) entropy, (c) gafatia o le vevela, (d) malosiaga saoloto, ma le (e) vevela o le fausiaina.
E le gata i lea, o le fausaga o loʻo faʻatusalia ai le Term 1 Na Alg- 3PVA- Mid 1 Na Alg- 6 Gly e sili ona maualuga le taua o le enthalpy, entropy ma le vevela pe a faʻatusatusa i isi fausaga. I totonu o ia mea, na siʻitia ai o latou taua mai le 16.703 cal/mol, 257.990 cal/mol/K ma le 131.323 kcal/mol i le Term 1 Na Alg − 3PVA- Mid 1 Na Alg i le 33.223 cal/mol, 420.038 cal/mol/K ma le 275.923 kcal/mol i le Term 1 Na Alg − 3PVA- Mid 1 Na Alg − 6 Gly, i le faasologa.
Peita’i, o Ata 6d ma le e o lo’o fa’aalia ai le fa’alagolago o le vevela i le malosi saoloto ma le vevela mulimuli o le fausiaina (HF). E mafai ona fa’amatalaina le HF o le suiga o le enthalpy e tupu pe a fausia le tasi mole o se mea mai ona elemene i lalo o tulaga masani ma tulaga masani. Ua manino mai i le ata o le malosi saoloto ma le vevela mulimuli o le fausiaina o fausaga uma na su’esu’eina o lo’o fa’aalia ai le fa’alagolago laina i le vevela, o lona uiga, latou te fa’ateleina malie ma laina i le fa’ateleina o le vevela. E le gata i lea, na fa’amaonia fo’i e le ata o le fausaga o lo’o fa’atusalia ai le Term 1 Na Alg − 3PVA- Mid 1 Na Alg − 6 Gly e iai le malosi saoloto maualalo ma le HF maualalo. O fa’ailoga uma e lua na fa’aitiitia mai le -758.337 i le -899.741 K cal/mol i le term 1 Na Alg − 3PVA- Mid 1 Na Alg − 6 Gly i le -1,476.591 ma le -1,828.523 K cal/mol. Ua manino mai i’uga o lo’o fa’aitiitia le HF i le fa’ateleina o iunite glycerol. O lona uiga ona o le faʻateleina o vaega faʻatino, e faʻateleina ai foʻi le tali atu ma o lea e itiiti ai le malosi e manaʻomia e faʻatino ai le tali atu. O lenei mea e faʻamaonia ai e mafai ona faʻaaogaina le PVA/NaAlg ua faʻapipiʻiina i maa ona o lona tali atu maualuga.
I se tulaga lautele, o aafiaga o le vevela e vaevaeina i ni ituaiga se lua: aafiaga o le vevela maualalo ma aafiaga o le vevela maualuga. O aafiaga o le vevela maualalo e masani ona lagonaina i atunuu o loʻo i ai i tulaga maualuluga, e pei o Greenland, Kanata, ma Rusia. I le taumalulu, o le vevela o le ea i fafo i nei nofoaga e maualalo ifo i le zero tikeri Celsius. O le umi e ola ai ma le faatinoga o maa lithium-ion e mafai ona aafia i le vevela maualalo, aemaise lava i latou e faaaogaina i taavale eletise plug-in hybrid, taavale eletise mama, ma taavale eletise hybrid. O femalagaaiga i le vateatea o se isi siosiomaga malulu e manaomia ai maa lithium-ion. Mo se faataitaiga, o le vevela i Mars e mafai ona pa'ū i le -120 tikeri Celsius, lea e avea ma faafitauli tele i le faaaogaina o maa lithium-ion i vaalele. O le vevela maualalo o faagaoioiga e mafai ona taitai atu ai i le faaitiitia o le fua faatatau o le fesiitaiga o le totogi ma le gaioiga o le tali atu o vailaau o maa lithium-ion, ma iu ai ina faaitiitia le fua faatatau o le faasalalauina o ion lithium i totonu o le electrode ma le ionic conductivity i totonu o le electrolyte. O lenei faaleagaina e mafua ai le faaitiitia o le gafatia o le malosiaga ma le malosiaga, ma o nisi taimi e oo lava i le faaitiitia o le faatinoga53.
E tupu le aafiaga o le vevela maualuga i le tele o siosiomaga fa'aoga, e aofia ai siosiomaga vevela maualuga ma maualalo, ae o le aafiaga o le vevela maualalo e fa'atapula'aina lava i siosiomaga fa'aoga maualalo. O le aafiaga o le vevela maualalo e fuafua muamua lava e le vevela o le si'osi'omaga, ae o le aafiaga o le vevela maualuga e masani ona sili atu ona sa'o ona fa'atatau i le vevela maualuga i totonu o le maa lithium-ion i le taimi o lo'o fa'agaoioia ai.
E fa'atupuina e maa Lithium-ion le vevela i lalo o tulaga maualuga o le eletise (e aofia ai le fa'atumuina vave ma le fa'amatu'uina vave), lea e mafua ai ona si'itia le vevela i totonu. O le a'afia i le vevela maualuga e mafai fo'i ona mafua ai le fa'aletonu o le fa'atinoga o le maa, e aofia ai le leiloa o le gafatia ma le mana. E masani lava, o le leiloa o le lithium ma le toe fa'aleleia o mea aoga i le vevela maualuga e o'o atu ai i le leiloa o le gafatia, ma o le leiloa o le mana e mafua mai i le fa'ateleina o le tete'e i totonu. Afai e le mafai ona pulea le vevela, e tupu ai le tafega o le vevela, lea i nisi tulaga e mafai ona o'o atu ai i le mu fa'afuase'i pe o'o lava i le pa.
O fuafuaga QSAR o se metotia fa'akomepiuta po'o se fa'ata'ita'iga fa'amatematika e fa'aaogaina e fa'ailoa ai sootaga i le va o gaioiga fa'aola ma meatotino fa'atulagaina o vaila'au. O molela'au uma na mamanuina na fa'aleleia atili ma o nisi meatotino QSAR na fuafuaina i le tulaga PM6. O lo'o lisiina i le Laulau 3 nisi o fa'amatalaga QSAR na fuafuaina. O fa'ata'ita'iga o ia fa'amatalaga o le totogi, TDM, malosiaga atoa (E), gafatia fa'a-ionization (IP), Log P, ma le polarizability (tagai i le Laulau 1 mo fua fa'atatau e fuafua ai le IP ma le Log P).
O taunuuga o le fa'atusatusaga e fa'aalia ai o le aofa'i atoa o le totogi o fausaga uma na su'esu'eina e leai se mea aua o lo'o i ai i le tulaga muamua. Mo le ono mafai ona fegalegaleai muamua, o le TDM o le glycerol e 2.788 Debye ma le 6.840 Debye mo le 3PVA-(C10) 2Na Alg, a'o fa'ateleina tau o le TDM i le 17.990 Debye, 8.848 Debye, 5.874 Debye, 7.568 Debye ma le 12.779 Debye ina ua fegalegaleai le 3PVA-(C10) 2Na Alg ma le 1, 2, 3, 4 ma le 5 iunite o le glycerol. O le maualuga o le tau o le TDM, o le maualuga foi lea o lona tali atu i le siosiomaga.
Sa fuafuaina fo'i le aofa'i o le malosi (E), ma o le tau o le E o le glycerol ma le 3PVA-(C10)2 NaAlg na maua o le -141.833 eV ma le -200092.503 eV, i le faasologa lava lea. I le taimi nei, o fausaga o lo'o fa'atusalia ai le 3PVA-(C10)2 NaAlg e fegalegaleai ma iunite glycerol e 1, 2, 3, 4 ma le 5; E avea ma -996.837, -1108.440, -1238.740, -1372.075 ma le -1548.031 eV, i le faasologa lava lea. O le fa'ateleina o le aofa'i o le glycerol e o'o atu ai i le fa'aitiitia o le aofa'i o le malosi ma o lea e fa'ateleina ai le tali atu. E fa'atatau i le fuafuaina o le aofa'i o le malosi, na fa'ai'uina ai o le mole mole fa'ata'ita'i, o le 3PVA-2Na Alg-5 Gly, e sili atu ona tali atu nai lo isi mole mole fa'ata'ita'i. O lenei mea e feso'ota'i ma lo latou fausaga. E na'o le lua vaega -COONa o lo'o iai i le 3PVA-(C10)2NaAlg, ae o isi fausaga e lua vaega -COONa ae e tele vaega OH o lo'o iai, o lona uiga o lo'o fa'ateleina lo latou tali atu i le siosiomaga.
E le gata i lea, o le malosiaga o le ionization (IE) o fausaga uma o loʻo iloiloina i lenei suʻesuʻega. O le malosiaga o le ionization o se parakalafa taua mo le fuaina o le tali vave o le faʻataʻitaʻiga ua suʻesuʻeina. O le malosiaga e manaʻomia e faʻagaoioi ai se eletise mai le tasi tulaga o se mole i le le gata e taʻua o le malosiaga o le ionization. E faʻatusalia ai le tikeri o le ionization (e pei o le tali vave) o le mole. O le maualuga o le malosiaga o le ionization, o le maualalo foi lea o le tali vave. O taunuuga IE o le 3PVA-(C10)2NaAlg e fegalegaleai ma le 1, 2, 3, 4 ma le 5 glycerol units o le -9.256, -9.393, -9.393, -9.248 ma le -9.323 eV, i le faasologa, ae o IE o le glycerol ma le 3PVA-(C10)2NaAlg o le -5.157 ma le -9.341 eV, i le faasologa. Talu ai ona o le faaopoopoina o le glycerol na mafua ai ona faaitiitia le tau o le IP, na faateleina ai le tali atu o le molecular, lea e faaleleia atili ai le faaaogaina o le molecule faataitaiga o le PVA/NaAlg/glycerol i masini eletise.
O le fa'amatalaga lona lima i le Laulau 3 o le Log P, o le logarithm lea o le vaega o le coefficient ma e fa'aaogaina e fa'amatala ai pe o le fausaga o lo'o su'esu'eina e hydrophilic pe hydrophobic. O le tau leaga o le Log P e fa'ailoa mai ai se mole hydrophilic, o lona uiga e faigofie ona liu suavai i le vai ma e le lelei ona liu suavai i vaila'au fa'aola. O le tau lelei e fa'ailoa mai ai le fa'agasologa fa'afeagai.
E faʻavae i luga o taunuʻuga na maua, e mafai ona faʻaiʻuina o fausaga uma e hydrophilic, talu ai o latou tau Log P (3PVA-(C10)2Na Alg − 1Gly, 3PVA-(C10)2Na Alg − 2Gly, 3PVA-(C10)2Na Alg − 3Gly, 3PVA-(C10)2Na Alg − 4Gly ma le 3PVA-(C10)2Na Alg − 5Gly) e -3.537, -5.261, -6.342, -7.423 ma le -8.504, i le faasologa, ae o le tau Log P o le glycerol e na o le -1.081 ma le 3PVA-(C10)2Na Alg e na o le -3.100. O lona uiga o le a suia meatotino o le fausaga o loʻo suʻesuʻeina pe a faʻapipiʻiina molekula o le vai i lona fausaga.
I le iuga, o le polarizability o fausaga uma e fuafuaina foi i le tulaga PM6 e faʻaaoga ai se metotia semi-empirical. Na matauina muamua o le polarizability o le tele o meafaitino e faʻalagolago i mea eseese. O le mea sili ona taua o le voluma o le fausaga o loʻo suʻesuʻeina. Mo fausaga uma e aofia ai le ituaiga muamua o fegalegaleaiga i le va o le 3PVA ma le 2NaAlg (o le fegalegaleaiga e tupu e ala i le numera atomu carbon 10), o le polarizability e faʻaleleia atili e ala i le faʻaopoopoina o le glycerol. O le polarizability e faʻateleina mai le 29.690 Å i le 35.076, 40.665, 45.177, 50.239 ma le 54.638 Å ona o fegalegaleaiga ma le 1, 2, 3, 4 ma le 5 glycerol units. O lea la, na maua ai o le molecule faʻataʻitaʻi e sili ona maualuga le polarizability o le 3PVA-(C10)2NaAlg−5Gly, ae o le molecule faʻataʻitaʻi e sili ona maualalo le polarizability o le 3PVA-(C10)2NaAlg, o le 29.690 Å.
O le iloiloga o faʻamatalaga QSAR na faʻaalia ai o le fausaga o loʻo faʻatusalia ai le 3PVA-(C10)2NaAlg − 5Gly o le fausaga e sili ona tali atu mo le fegalegaleaiga muamua ua fautuaina.
Mo le faiga lona lua o fegalegaleaiga i le va o le PVA trimer ma le NaAlg dimer, o taunuuga e faaalia ai o latou moliaga e tutusa ma mea na fautuaina i le vaega muamua mo le fesootaiga muamua. O fausaga uma e leai se moliaga eletise, o lona uiga o loo i ai uma i le tulaga eleele.
E pei ona faʻaalia i le Laulau 4, o tau o le TDM (fuafuaina i le tulaga PM6) o le Term 1 Na Alg − 3PVA-Mid 1 Na Alg na faʻateleina mai le 11.581 Debye i le 15.756, 19.720, 21.756, 22.732, 15.507, ma le 15.756 ina ua tali atu le Term 1 Na Alg − 3PVA-Mid 1 Na Alg ma le 1, 2, 3, 4, 5, ma le 6 iunite o le glycerol. Peita'i, e fa'aitiitia le aofa'i o le malosi fa'atasi ai ma le fa'ateleina o le aofa'i o iunite glycerol, ma a fegalegaleai le Term 1 Na Alg − 3PVA- Mid 1 Na Alg ma se aofa'i patino o iunite glycerol (1 i le 6), o le aofa'i o le malosi e − 996.985, − 1129.013, − 1267.211, − 1321.775, − 1418.964, ma le − 1637.432 eV, i le fa'asologa.
Mo le ono mafai ona fegalegaleai lona lua, o le IP, Log P ma le polarizability e fuafuaina foi i le tulaga PM6 o le aʻoaʻoga. O le mea lea, na latou iloiloina ai faʻamatalaga sili ona malolosi e tolu o le tali atu o molecular. Mo fausaga o loʻo faʻatusalia ai le End 1 Na Alg-3PVA-Mid 1 Na Alg e fegalegaleai ma le 1, 2, 3, 4, 5 ma le 6 glycerol units, o le IP e faʻateleina mai le −9.385 eV i le −8.946, −8.848, −8.430, −9.537, −7.997 ma le −8.900 eV. Peitaʻi, o le tau o le Log P na fuafuaina sa maualalo ona o le plasticization o le End 1 Na Alg-3PVA-Mid 1 Na Alg ma le glycerol. A'o fa'ateleina le aofa'i o le glycerol mai le 1 i le 6, o ona tau e o'o atu i le -5.334, -6.415, -7.496, -9.096, -9.861 ma le -10.53 nai lo le -3.643. Ma le mea mulimuli, o fa'amaumauga o le polarizability na fa'aalia ai o le fa'ateleina o le aofa'i o le glycerol na mafua ai ona fa'ateleina le polarizability o le Term 1 Na Alg- 3PVA- Mid 1 Na Alg. O le polarizability o le mole mole fa'ata'ita'i Term 1 Na Alg- 3PVA- Mid 1 Na Alg na fa'ateleina mai le 31.703 Å i le 63.198 Å ina ua mae'a ona fegalegaleai ma le 6 glycerol units. E taua le maitauina o le fa'ateleina o le aofa'i o glycerol units i le lona lua o le interaction probability e fa'atinoina e fa'amaonia ai e ui lava i le tele o atoms ma le fausaga faigata, ae o lo'o fa'aleleia pea le fa'atinoga fa'atasi ai ma le fa'ateleina o le aofa'i o le glycerol. O lea la, e mafai ona fai atu o le faʻataʻitaʻiga PVA/Na Alg/glycerin o loʻo maua e mafai ona suitulaga i se vaega o maa lithium-ion, ae e manaʻomia nisi suʻesuʻega ma atinaʻe.
O le fa'ailoaina o le gafatia e fusifusia ai se fogāeleele i se adsorbate ma le iloiloina o fegalegaleaiga tulaga ese i le va o faiga e mana'omia ai le malamalama i le ituaiga o fusi o lo'o iai i le va o ni atomu se lua, le lavelave o fegalegaleaiga fa'a-intermolecular ma intramolecular, ma le tufatufaina o le electron density o le fogāeleele ma le adsorbent. O le electron density i le bond critical point (BCP) i le va o atomu fegalegaleai e taua tele mo le iloiloina o le malosi o le fusi i le au'ili'iliga QTAIM. O le maualuga o le electron charge density, o le maualuga foi lea o le covalent interaction ma, i se tulaga lautele, o le maualuga foi lea o le electron density i nei tulaga taua. E le gata i lea, afai o le aofa'i atoa o le electron energy density (H(r)) ma le Laplace charge density (∇2ρ(r)) e itiiti ifo i le 0, o lo'o fa'ailoa mai ai le iai o fegalegaleaiga covalent (lautele). I le isi itu, pe a sili atu le ∇2ρ(r) ma le H(r) i le 0.54, o lo'o fa'ailoa mai ai le iai o fegalegaleaiga e le o covalent (closed shell) e pei o le vaivai o le hydrogen bond, van der Waals forces ma electrostatic interactions. O le su'esu'ega a le QTAIM na fa'aalia ai le natura o fegalegaleaiga e le o ni covalent i totonu o fausaga na su'esu'eina e pei ona fa'aalia i Ata 7 ma le 8. E fa'avae i luga o le su'esu'ega, o molela'au fa'ata'ita'i o lo'o fa'atusalia ai le 3PVA − 2Na Alg ma le Term 1 Na Alg − 3PVA –Mid 1 Na Alg na fa'aalia ai le mautu maualuga nai lo molela'au o lo'o fegalegaleai ma iunite glycine eseese. E mafua ona o le tele o fegalegaleaiga e le o ni covalent e sili atu ona taatele i le fausaga alginate e pei o fegalegaleaiga electrostatic ma hydrogen bonds e mafai ai e le alginate ona fa'amautu mea tu'ufa'atasi. E le gata i lea, o a matou taunu'uga e fa'aalia ai le taua o fegalegaleaiga e le o ni covalent i le va o le 3PVA − 2Na Alg ma le Term 1 Na Alg − 3PVA –Mid 1 Na Alg molela'au fa'ata'ita'i ma le glycine, e fa'ailoa mai ai o le glycine e iai sona sao taua i le suia o le siosiomaga eletise lautele o mea tu'ufa'atasi.
Su'esu'ega QTAIM o le mole mole fa'ata'ita'i 3PVA − 2NaAlg o lo'o fegalegaleai ma le (a) 0 Gly, (b) 1 Gly, (c) 2 Gly, (d) 3 Gly, (e) 4 Gly, ma le (f) 5Gly.