Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

Nowa wersja platformy, zawierająca wyłącznie zasoby pełnotekstowe, jest już dostępna.
Przejdź na https://bibliotekanauki.pl

Ograniczanie wyników

1 Polimery

1 2011

Znaleziono wyników: 1

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: camphorsulfonic acid

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Hydrogen bonds in camphorsulfonic acid doped polyaniline

100%

Łużny W. , Piwowarczyk K.

2011

tom T. 56, nr 9

652-656

We conducted a set of computer simulations to explore in details the way polyaniline (PANI) interacts with its dopant molecules like camphorsulfonic acid (CSA) and with solvent like chloroform, m-cresol or a mixture of m-cresol and water. The simulated system was built of a single layer of polyaniline chains in protonated state with attached camphorsulfonic acid ions as dopants. The system of the size above 50 A* was subject to the periodic boundary conditions. All atoms in simulated molecules were assigned to atom types from OPLS-AA force field. However the inter-ring torsion profile for polyaniline in protonated emeraldine state was modified according to the density functional theory simulations. Prepared systems were simulated for 1 ns under the constant temperature (293 K) and constant pressure (1000 hPa) conditions. The results of molecular dynamics simulation exhibit a broad variety of hydrogen bond patterns between PANI-CSA as well as solvent molecules. We observed high probability (36 %) of configurations where single CSA molecule is attached to a PANI chain via a single hydrogen bond. However, the high probability (44 %) of a configuration where single CSA molecule bridges two or more PANI chains via hydrogen bonds was quite unexpected. Our simulations show also that in the presence of solvent, PANI-CSA interaction slightly weakens. Nevertheless, in the case of solvents being able to form hydrogen bonds in which CSA molecule is involved.

W celu lepszego zrozumienia wpływu wiązań wodorowych na strukturę polianiliny (PANI) domieszkowanej kwasem kamforosulfonowym (CSA), przeprowadziliśmy symulacje tego systemu metodą dynamiki molekularnej uwzględniając także cząsteczki rozpuszczalnika, tj. chloroform, m-krezol oraz m-krezol z dodatkiem wody. Symulowany układ był złożony z warstwy polianiliny, którą tworzyło 12 łańcuchów polimeru otoczonych 96 jonami CSA. Cały układ o wymiarach rzędu 50 A* podlegał periodycznym warunkom brzegowym, tak że łańcuchy polianiliny mogły być efektywnie traktowane jak nieskończony polimer. Parametry oddziaływań międzyatomowych zostały dobrane w ramach pola siłowego OPLS-AA, przy czym parametry profilu torsyjnego dla łańcucha polianiliny w stanie sprotonowanym zostały obliczone na podstawie symulacji kwantowych metodą DFT/B3LYP/6-31G*. Tak spreparowane systemy były symulowane w temp. 293 K i ciśnieniu 1000 hPa przez 1 ns. Wyniki symulacji pokazują dużą różnorodność konfiguracji wiązań wodorowych. Zaobserwowaliśmy znaczny procent (36 %) oczekiwanych konfiguracji, w których jedna cząsteczka CSA łączy wiązaniem wodorowym jeden łańcuch PANI. Niespodziewanym wynikiem było duże prawdopodobieństwo (44 %, tabela 2) konfiguracji, w których cząsteczka CSA łączy za pomocą wiązań wodorowych dwa lub trzy łańcuchy PANI [wzór (III)—(V)]. W przypadku dodania rozpuszczalnika, symulacje odkryły dwa typy zachowań. Cząsteczki rozpuszczalnika zdolne do formowania wiązań wodorowych (m-krezol, woda) wbudowują się między CSA i PANI tworząc rodzaj mostków [wzór (I)] i nie wpływając w sposób istotny na całkowitą liczbę wiązań wodorowych, w których uczestniczy polianilina. To zachowanie powoduje znaczny wzrost liczby wiązań wodorowych między CSA i rozpuszczalnikiem, co usztywnia strukturę takiego układu i powoduje, że jest on mniej podatny na zmiany. Z drugiej strony, cząsteczki dowolnego rozpuszczalnika osłaniają cząsteczki CSA [wzór (VII)] i redukują liczbę wiązań wodorowych PANI-CSA (tabela 3).