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A causa di l’abbunnanti risursi di sodiu, li batterii a ioni di sodiu (NIB) su’ na suluzzioni alternativa prumittenti pi sarbari l’enirgìa elittruchìmica. Attualmenti, l’ostaculu principali nnô sbiluppu dâ tecnuluggìa NIB è la mancanza di matiriali di elèttrudi ca ponnu sarbari/rilassari rivirsìbbilimenti li joni di sòdiu pi tantu tempu. Pirciò, lu scopu di stu studiu è di sturiari tiuriamenti l'effettu di l'agghiunta di glicirolu ncapu li misceli di arculi polivinili (PVA) e alginatu di sodiu (NaAlg) comu matiriali di elèttrudi NIB. Stu studiu si cuncentra ncapu li discrittura di rilazzioni struttura-attività elettrònica, tèrmica e quantitativa (QSAR) di l'elittroliti pulimerici basati ncapu a misceli di PVA, alginatu di sodiu e glicirolu. Sti prupità su’ studiati usannu mètudi semi-mpìrici e la tiurìa funziunali dâ dinsità (DFT). Vistu ca l'analisi strutturali rivilò li dittagghi dî ntirazzioni ntra PVA/alginatu e glicirolu, fu studiata l'enirgìa dû divariu dâ banda (Eg). Li risurtati mustranu ca l’agghiunta di glicirolu porta a na diminuzzioni dû valuri Eg a 0,2814 eV. La supirfici putinziali elettrustàtica muliculari (MESP) mustra la distribbuzzioni di riggiuna ricchi d'elittruna e scarsi d'elittruna e càrrichi muliculari nna tuttu lu sistema elettroliticu. Li paramitri termici studiati nchiùjinu l'entalpia (H), l'intrupìa (ΔS), la capacità di caluri (Cp), l'enirgìa lìbbira di Gibbs (G) e lu caluri di furmazzioni. Sparti, foru sturìati diversi discrittura quantitativi dâ rilazzioni struttura-attività (QSAR) comu lu mumentu dipolicu totali (TDM), l'enirgìa totali (E), lu putinziali di junizzazzioni (IP), lu Log P e la pularizzabbilità. Li risultati mustraru ca H, ΔS, Cp, G e TDM aumintaru cu l'aumentu dâ timpiratura e dû cuntinutu di glicirolu. Ntô frattiempu, lu caluri dâ furmazzioni, IP e E diminuìu, ca migghiurau la riattività e la pularizzabbilità. Sparti, agghiuncennu glicirolu, lu vurtaggiu dâ cèllula aumintau a 2,488 V. Li càrculi di DFT e PM6 basati ncapu a elittroliti basati ncapu a glicirolu PVA/Na Alg ecunòmici mustranu ca ponnu scanciari parziarmenti li batterii a ioni di litiu pi la so multifunziunalità, ma serbinu autri migghiuramenti e ricerchi.
Puru si li batterii a ioni di litiu (LIB) su’ assai usati, la so applicazzioni àvi assai limitazzioni a causa dâ so durata di ciclu curta, costi auti e prubblemi di sicurizza. Li batterii a ioni di sòdiu (SIB) ponnu addivintari n'alternativa valida ê LIB pi la so granni dispunibbilità, lu so costu vasciu e la so nun tussicità di l'elimentu di sodiu. Li batterii a ioni di sòdiu (SIB) stannu addivintannu un sistema di sarbamentu di enirgìa sempri cchiù mpurtanti pî dispusitivi elittruchìmici1. Li batterii a joni di sòdiu s’affidanu assai a l’elittroliti pi facilitari lu trasportu di joni e ginirari currenti elèttrica2,3. L'elittroliti liquiti sunnu cumposti principarmenti di sali mitallici e sulventi urganici. Applicazzioni pràtichi abbisogna di n’attenta cunsidirazzioni dâ sicurizza di l’elittroliti liquiti, supratuttu quannu la battirìa è suggetta a stress tèrmicu o elèttricu4.
Li batterii a ioni di sodiu (SIB) avissiru a scanciari li batterii a ioni di litiu nnô futuru vicinu a causa di l’abbunnanti riservi ucianichi, nun avvilinamentu e vasciu costu matiriali. La sìntisi dî nanumatiriali accilirau lu diviluppu di dispusitivi di archiviazzioni di dati, elèttronici e òttici. Un granni nùmmaru di littiratura dimustrò l’applicazzioni di vari nanustrutturi (pi diri, òssidi di mitaḍḍu, grafeni, nanutubba e fullereni) nne battirìi a ioni di sòdiu. La ricerca si cuncintrau ncapu lu sbiluppu di matiriali anodici, ntra li quali li pulimeri, pi batterii a ioni di sodiu pi la so virsatilità e l’amicizzia. Lu ntiressi pâ ricerca nnô campu dî batterii a pulìmiri ricaricabbili aumintarà senza dubbiu. Li novi matiriali di elèttrudi di pulimeri cu strutturi e prupità unichi ponnu spianari la strata a tecnuluggìi di sarbamentu di l’enirgìa rispettuusi di l’ambienti. Puru si vari matiriali di elèttrudi di pulimeri foru esplurati pi èssiri usati nne batterii a ioni di sodiu, stu campu è ancora 'n fasi di sbiluppu inizziali. Pi li batterii a ioni di sodiu, s’ànnu a esplurari cchiù matiriali pulimerici cu cunfigurazzioni strutturali diversi. Basannusi ncapu la nostra canuscenza attuali dû miccanismu di sarbamentu dî joni di sodiu nne matiriali di l'elettrodi pulimeri, si po ipotizzari ca li gruppi carbunili, li radicali lìbbiri e l'eteroatumi ntô sistema coniugatu ponnu sirviri comu siti attivi pi ntirazziuni cu li joni di sodiu. Pirciò, è funnamintali sbiluppari novi pulimeri cu na dinsità auta di sti siti attivi. L'elittrolitu di pulimeri a gel (GPE) è na tecnuluggìa autirnativa ca migghiura l'affidabbilità dâ battirìa, la cunnuttività di joni, senza pirditi, auta flissibbilità e boni pristazzioni12.
Li matrici di pulimeri nchiùjinu matiriali comu lu PVA e l'òssidu di pulietileni (PEO)13. Lu pulimeru pirmiàbbili a gel (GPE) mmòbbilizza l'elittrolitu liquidu nnâ matrici dû pulimeru, ca arridduci lu rìsicu di pirdita rispettu ê siparatura cummirciali14. Lu PVA è un pulimeru biudiggradàbbili sintèticu. Havi n'auta pirmittività, nun custa assai e nun è vilinusu. Lu matiriali è canusciutu pî so prupità di furmazzioni di pillìculi, stabbilità chìmica e adisioni. Possiedi puru gruppi funziunali (OH) e n'auta dinsità putinziali di culligamentu ncruciatu15,16,17. La miscelazzioni di pulimeri, l'agghiuncitina di plasticizzanti, l'agghiuncitina di cumposti e li tecnichi di pulimirizzazzioni in situ foru usati pi migghiurari la cunnuttività di l'elittroliti di pulimeri basati ncapu PVA pi arriddùciri la cristallinità dâ matrici e aumintari la flissibbilità dâ catina18,19,20.
La miscelazzioni è un mètudu mpurtanti pi sbiluppari matiriali pulimèrici pi applicazzioni nnustriali. Li misceli di pulimeri su' spissu usati pi: (1) migghiurari li prupità di prucidura di pulimeri naturali nta l'applicazzioni nnustriali; (2) migghiurari li prupità chìmichi, fìsichi e miccànichi dî matiriali biudiggradàbbili; e (3) adattàrisi â dumànna ca cancia rapidamenti ri novi matiriali nnâ ‘ndustria dû ‘mballaggiu alimentari. A diffirenza dâ cupulimirizzazzioni, la miscelazzioni di pulimeri è un prucessu a vasciu costu ca usa prucessi fìsici sèmplici ô postu di prucessi chìmici cumplessi pi uttèniri li prupità disijati21. Pi furmari omupulimeri, pulimeri diversi ponnu ntiraggiri attraversu forzi dipoli-dipoli, ligami d'idrògginu o cumplessi di trasfirimentu di carica22,23. Li misceli fatti di pulimeri naturali e sintètici ponnu cumminari na bona biucumpatibbilità cu prupità miccànichi eccizziunali, criannu un matiriali supiriuri a nu costu di pruduzzioni vasciu24,25. Pirciò, ci fu granni ntiressi pi criari matiriali pulimèrici biurilivanti ammiscannu pulimèri sintètici e naturali. Lu PVA si po cumminari cu l'alginatu di sodiu (NaAlg), la cillulusa, lu chitusani e l'àmitu26.
L'alginatu di sodiu è un pulimeru naturali e polisaccaridu aniònicu estrattu di l'alichi marroni marini. L'alginatu di sodiu è furmatu di àcitu D-mannurònicu (M) ligatu a β-(1-4) e àcitu L-gulurònicu (G) ligatu a α-(1-4) urganizzati ntà furmi omupulimerici (poli-M e poli-G) e blocchi eterupulimerici (MG o GM)27. Lu cuntinutu e la prupurzioni rilativa di blocchi M e G ànnu n'effettu mpurtanti ncapu li prupità chimichi e fìsichi di l'alginatu28,29. L'arginatu di sodiu è assai usatu e studiatu pi la so biudiggradabbilità, biucumpatibbilità, costu vasciu, boni prupità di furmazzioni di pillìculi e nun tossicità. Com'è gghiè, nu nummuru ranni di gruppi idròssili lìbbiri (OH) e carbussilati (COO) ntà catina di l'alginatu renni l'alginatu assà idròfilu. Cumunca, l'arginatu àvi prupità miccànichi scarsi a causa dâ so friggidità e riggidità. Pirciò, l'alginatu si po cumminari cu autri matiriali sintètici pi migghiurari la sinzibbilità a l'acqua e li prupità miccànichi30,31.
Prima di pruggittari novi matiriali di elèttrudi, li càrculi DFT su’ spissu usati pi valutari la fattibbilità di fabbricazzioni di novi matiriali. Sparti, li scienziati usanu a modellazzioni muliculari pì cunfirmari e prividiri risultati spirimentali, risparmiari tiempu, ridùciri u munnizzamentu chimicu e prividiri u cumpurtamentu ri ‘ntirazziuni32. A modellazzioni muliculari addivintò 'n ramu putenti e ‘mpurtanti dâ scienza ‘n tanti campi, ntra li quali a scienza dî matiriali, li nanumatiriali, a chìmica cumputazziunali e a scuperta dî farmaci33,34. Usannu programmi di mudeḍḍaggiu, li scinziati ponnu ottèniri direttamenti dati muliculari, inclusi l'energia (caluri di furmazziuni, putinziali di junizzazziuni, enirgìa d'attivazziuni, ecc.) e la giumitrìa (anguli di ligami, lunghizzi di ligami e anguli di torsiuni)35. Sparti, si ponnu carculari li prupità elèttronichi (carica, enirgìa dû spazziu dâ banna HOMO e LUMO, l’affinità di l’elittrona), li prupità spettrali (modi e ntinsità virbazziunali carattirìstichi comu li spettri FTIR) e li prupità di massa (vulumi, diffusioni, viscosità, mòdulu, ecc.)36.
LiNiPO4 mustra vantaggi putinziali nnâ cumpetizzioni cu matiriali di elèttrudi pusitivi di battirìi a ioni di litiu a causa dâ so auta dinsità enirgètica (tinzioni di travagghiu di circa 5,1 V). Pi sfruttari completamenti lu vantaggiu di LiNiPO4 nnâ riggiuni a àuta tinzioni, la tinzioni di travagghiu àvi a èssiri abbassata picchì l’elittrolitu a àuta tinzioni sbiluppatu attuarmenti po ristari rilativamenti stàbbili sulu a tinzioni sutta 4,8 V. Zhang et al. studiau lu duppiu di tutti li mitalli di tranzizzioni 3d, 4d e 5d nnô situ Ni di LiNiPO4, scigghiu li schemi di duppiu cu pristazzioni elittruchìmichi eccizziunali, e ajustò lu vurtaggiu di travagghiu di LiNiPO4 mantinennu la stabbilità rilativa dî so pristazzioni elittruchìmichi. Li tinzioni di travagghiu cchiù vasci ca uttinìru foru rispittivamenti 4,21, 3,76 e 3,5037 pi Ti, Nb e LiNiPO4 dupatu cu Ta.
Pirciò, lu scopu di stu studiu è di sturiari tiuriamenti l’effettu dû glicirolu comu plastificanti ncapu li prupità elèttronichi, li discrittura QSAR e li prupità tèrmichi dû sistema PVA/NaAlg usannu càrculi miccànici quantìstici pâ so applicazzioni nne batterii joni-joni ricaricabbili. Li ntirazzioni muliculari ntra lu mudeḍḍu PVA/NaAlg e lu glicirolu foru analizzati usannu la tiuria atòmica quantìstica di Bader dî muleculi (QTAIM).
Nu mudeḍḍu muliculari ca rapprisenta la ntirazzioni di PVA cu NaAlg e poi cu glicirolu fu uttimizzatu usannu lu DFT. Lu mudeḍḍu fu carculatu usannu lu prugramma Gaussian 0938 nnô Dipartimentu di Spettruscupia, Centru Nazziunali di Ricerca, Cairo, Eggittu. Li mudeḍḍi foru uttimizzati usannu DFT a liveḍḍu B3LYP/6-311G(d, p) 39,40,41,42. Pi virìficari la ntirazzioni ntra li mudeḍḍi studiati, li studi di friquenza fatti ô stissu liveḍḍu di tiurìa dimustranu la stabbilità dâ giumitrìa uttimizzata. L’assenza di friquenzi nigativi ntra tutti li friquenzi valutati suttalinia la struttura didutta nne veri minimi pusitivi nnâ supirfici di l’enirgìa putinziali. Li paràmitri fìsici comu TDM, enirgìa dû divariu dâ banna HOMO/LUMO e MESP foru carculati ô stissu liveḍḍu miccànicu quantìsticu dâ tiurìa. Sparti, certi paràmitri tèrmici comu lu caluri finali dâ furmazzioni, l'enirgìa lìbbira, l'intrupìa, l'entalpia e la capacità di caluri foru calculati usannu li fòrmuli dati ntâ Tabbula 1. Li mudeḍḍi studiati foru suggetti a l'anàlisi dâ tiuria quantìstica di l'àtumi ntê muleculi (QTAIM) pi idintificari li ntirazzioni ca si virìficanu ntâ supirfici dâ struttura studiata. Sti càrculi foru fatti usannu lu cumantu “output=wfn” nnô còdici prugrammàticu Gaussianu 09 e poi visualizzati usannu lu còdici prugrammàticu Avogadro43.
Unni E è l'enirgìa nterna, P è la prissioni, V è lu vulumi, Q è lu scanciu di caluri ntra lu sistema e lu sò ambienti, T è la timpiratura, ΔH è lu canciamentu di ntalpia, ΔG è lu canciamentu di l'enirgìa lìbbira, ΔS è lu canciamentu di ntrupìa, a e b sunnu li paràmitri di càrrica atòmica, q è lu de4. Â fini, li stissi strutturi foru uttimizzati e li paràmitri QSAR foru calculati a liveḍḍu PM6 usannu lu còdici software SCIGRESS46 ntô Dipartimentu di Spettruscupia dû Centru Nazziunali di Ricerca ô Cairo, nta l’Eggittu.
Ntô nostru travagghiu pricidenti47, valutamu lu mudeḍḍu cchiù prubbabbili ca discrivi la ntirazzioni di tri unità PVA cu du' unità NaAlg, cû glicirolu ca aggisci comu plastificanti. Comu dittu supra, ci su' du' pussibbilità pâ ntirazzioni di PVA e NaAlg. Li du’ mudeḍḍi, chiamati 3PVA-2Na Alg (basatu ncapu lu nùmmaru di carboniu 10) e lu tèrmini 1Na Alg-3PVA-Mid 1Na Alg, ànnu lu valuri di divariu enirgèticu cchiù nicu48 rispettu a l’autri strutturi cunzidirati. Pirciò, l'effettu di l'agghiuncitina di Gly nnô mudeḍḍu cchiù prubbabbili dû pulimeru dâ miscela PVA/Na Alg fu studiatu usannu l'urtimi du' strutturi: 3PVA-(C10)2Na Alg (chiamatu 3PVA-2Na Alg pi simplicità) e Termini 1 Na Alg - 3PVA-Mid 1 Na Alg. Secunnu la littiratura, lu PVA, lu NaAlg e lu glicirolu ponnu furmari sulu ligami d'idrògginu debbuli tra li gruppi funziunali idròssili. Siccomu sia lu trimeri PVA ca lu dimeri NaAlg e glicirolu cuntenunu cchiù gruppi OH, lu cuntattu si pò rializzari attraversu unu dî gruppi OH. La figura 1 mustra la ntirazzioni ntra la mulecula mudeḍḍu di glicirolu e la mulecula mudeḍḍu 3PVA-2Na Alg, e la figura 2 mustra lu mudeḍḍu custrujutu dâ ntirazzioni ntra la mulecula mudellu Termi 1Na Alg-3PVA-Mid 1Na Alg e cuncintrazzioni diversi di glicirolu.
Strutturi ottimizzati: (a) Gly e 3PVA - 2Na Alg ntiraggìscinu cu (b) 1 Gly, (c) 2 Gly, (d) 3 Gly, (e) 4 Gly e (f) 5 Gly.
Strutturi ottimizzati di l'Alg 1Na a tèrmini-3PVA - Mid 1Na Alg ca ntiraggìscinu cu (a) 1 gli, (b) 2 gli, (c) 3 gli, (d) 4 gli, (e) 5 gli e (f) 6 gli.
L’enirgìa dû spazziu dâ banna di l’elittrona è un paràmitru mpurtanti di cunzidirari quannu si studia la riattività di qualegghiè matiriali di l’elittrodu. Picchì discrivi lu cumpurtamentu di l'elettrùni quannu lu matiriali è suggettu a canciamenti esterni. Pirciò, è nicissariu stimari l’enirgìi dû divariu dâ banna di elittrona di HOMO/LUMO pi tutti li strutturi studiati. La tabbella 2 mustra li canciamenti nnî enirgìi HOMO/LUMO di 3PVA-(C10)2Na Alg e Termini 1Na Alg - 3PVA- Alg 1Na media a causa di l'agghiunta di glicirolu. Sicunnu lu rifirimentu 47, lu valuri Eg di 3PVA-(C10)2Na Alg è 0,2908 eV, mentri lu valuri Eg dâ struttura ca rifletti la prubbabbilità dâ sicunna ntirazzioni (zzoè, Termini 1Na Alg - 3PVA- Mid 1Na Alg) è 0,5706 eV.
Com'è gghiè, si scoprìu ca l'agghiunta di glicirolu purtau a nu liggiru canciamentu ntô valuri Eg di 3PVA-(C10)2Na Alg. Quannu 3PVA-(C10)2NaAlg ntiraggìu cu 1, 2, 3, 4 e 5 unità di glicirolu, li so valura Eg addivintaru rispittivamenti 0,302, 0,299, 0,308, 0,289 e 0,281 eV. Cumunca, c'è n'informazzioni priziosa ca doppu l'agghiunta di 3 unità di glicirolu, lu valuri Eg addivintau cchiù nicu di chiḍḍu di 3PVA-(C10)2Na Alg. Lu mudeḍḍu ca rapprisenta la ntirazzioni di 3PVA-(C10)2Na Alg cu cincu unità di glicirolu è lu mudeḍḍu di ntirazzioni cchiù prubbabbili. Chistu signìfica ca cu l'aumentu dû nummuru d'unità di glicirolu, aumenta puru la prubbabbilità di ntirazziuni.
Ntô frattiempu, pâ sicunna prubbabbilità di ntirazzioni, l'enirgìi HOMO/LUMO dî muleculi mudeḍḍu ca rapprisèntanu lu tèrmini 1Na Alg-1Gly, lu tèrmini 1Na Alg-1Gly, lu tèrmini 1Na Alg-2Gly, lu tèrmini 1Na Alg-1Gly, Alg. Alg - 3PVA - Alg-4Gly di 1Na media, Alg-5Gly di 1Na - 3PVA - Alg-5Gly di 1Na e di Alg-5Gly di 1Na - 3PVA - Alg-6Gly di 1Na di media addivèntanu 1,343, 1,34 7, 0,960,64,9. eV, rispittivamenti. La tabbella 2 mustra l’enirgìi calculati dû divariu dâ banna HOMO/LUMO pi tutti li strutturi. Sparti, ccà si ripeti u stissu cumpurtamentu dî prubbabbilità ri ‘ntirazziuni dû primu gruppu.
La tiuria dâ banna ntâ fìsica dû statu sulidu dici ca man manu ca lu divariu dâ banna d'un matiriali di l'elittrodu diminuisci, la cunnuttività elèttronica dû matiriali aumenta. Lu duping è un mètudu cumuni pi arriddùciri lu divariu di banna dî matiriali càtòdici a joni di sòdiu. Jiang e àutri. usatu lu duppiu di Cu pi migghiurari la cunnuttività elèttronica di matiriali a strati β-NaMnO2. Usannu li càrculi DFT, attruvaru ca lu duping arridduciu lu divariu di banna dû matiriali di 0,7 eV a 0,3 eV. Chistu signa ca lu duping di Cu migghiura la cunnuttività elèttronica dû matiriali β-NaMnO2.
Lu MESP è difinutu comu l'enirgìa di ntirazzioni ntra la distribbuzzioni dâ càrrica muliculari e na sìngula càrrica positiva. Lu MESP è cunzidiratu nu strumentu efficaci pi capiri e ntirpritari li prupità chimichi e la riattività. Lu MESP po èssiri usatu pi capiri li miccanìsimi di ntirazzioni ntra matiriali pulimèrici. Lu MESP discrivi la distribbuzzioni dâ càrrica nnô cumpostu ca si studia. Sparti, lu MESP duna nfurmazzioni supra li siti attivi ntê matiriali studiati32. La figura 3 mustra li gràfici MESP di 3PVA-(C10) 2Na Alg, 3PVA-(C10) 2Na Alg - 1Gly, 3PVA-(C10) 2Na Alg -2Gly, 3PVA-(C10) 2Na Alg -3Gly, 3PVA-(C10) 2Na Alg -3Gly, 3PVA-4g-2( 3PVA-(C10) 2Na Alg - 5Gly privistu ô liveḍḍu di tiurìa B3LYP/6-311G(d, p).
Li isulini MESP carculati cu B3LYP/6-311 g(d, p) pi (a) gli e 3PVA - 2Na Alg ca ntiraggìscinu cu (b) 1 gli, (c) 2 gli, (d) 3 gli, (e) 4 gli e (f) 5 gli.
Ntô frattiempu, la Fig. 4 mustra li risurtati calculati dû MESP pû tèrmini 1Na Alg-3PVA - Alg 1Na media, Alg-3PVA dû tèrmini 1Na - Alg-1Gly, tèrmini 1Na Alg-3PVA - Alg 1Na - 2NaGly, Mi-3d -1 3gly, Tèrmini 1Na Alg-3PVA - Mid 1Na Alg - 4Gly, Tèrmini 1Na Alg-3PVA - Mid 1Na Alg-5gly e Tèrmini 1Na Alg-3PVA - Mid 1Na Alg - 6Gly, rispittivamenti. Lu MESP carculatu è riprisintatu comu un cumpurtamentu di isulini. L’isulini su’ rapprisintati di culura diversi. Ogni culuri riprisenta un valuri di elettrunigatività diversu. Lu culuri russu ìnnica li siti assài elettrunigativi o riattivi. Ntô frattiempu, lu culuri giallu rapprisenta li siti niutrali 49, 50, 51 ntâ struttura. Li risultati dû MESP mustraru ca la riattività di 3PVA-(C10)2Na Alg aumintau cu l'aumentu dû culuri russu ntunnu ê mudelli studiati. Ntô frattiempu, la ntinsità dû culuri russu nnâ mappa MESP dâ mulecula dû mudeḍḍu Term 1Na Alg-3PVA - Mid 1Na Alg diminuisci a causa dâ ntirazzioni cu cuntinutu di glicirolu diversu. Lu canciamentu nnâ distribbuzzioni di culuri russu ntunnu â struttura pruposta rifletti la riattività, mentri l'aumentu di ntinsità cunfirma l'aumentu di l'elittrunigatività dâ mulecula mudeḍḍu 3PVA-(C10)2Na Alg a causa di l'aumentu dû cuntinutu di glicirolu.
B3LYP/6-311 g(d, p) calculatu lu tèrmini MESP di 1Na Alg-3PVA-Mid 1Na Alg ca ntiraggìsci cu (a) 1 gli, (b) 2 gli, (c) 3 gli, (d) 4 gli, (e) 5 gli e (f) 6 gli.
Tutti li strutturi pruposti hannu li so paràmitri tèrmici comu l'entalpia, l'intrupìa, la capacità di caluri, l'enirgìa lìbbira e lu caluri di furmazzioni calculati a timpiraturi diversi ntra 200 K e 500 K. Pi discrìviri lu cumpurtamentu dî sistemi fìsici, oltri a studiari lu sò cumpurtamentu elettrònicu, è macari nicissariu studiari na timpiratura funziunali la sò ntirazzioni ntra iḍḍi, ca ponnu èssiri calculati usannu l’equazziuna dati ntâ Tabbula 1. Lu studiu di sti paràmitri tèrmici è cunzidiratu n’innicaturi mpurtanti dâ rispunzabbilitati e dâ stabbilità di sti sistemi fìsici a timpiraturi diversi.
Pi quantu riguarda l'entalpia dû trimeri PVA, prima riaggisci cû dimeri NaAlg, poi attraversu lu gruppu OH attaccatu a l'atumu di carboniu n°10 e â fini cû glicirolu. L'entalpìa è na misura di l'enirgìa nta nu sistema termudinàmicu. L'entalpia è avali a lu caluri totali nna nu sistema, ca è equivalenti a l'enirgìa nterna dû sistema cchiù lu pruduttu dû sò vulumi e prissioni. Nta àutri paroli, l'entalpia mustra quantu caluri e travagghiu vennu agghiunciuti o livati ​​di na sustanza52.
La figura 5 mustra li canciamenti di ntalpia duranti la riazzioni di 3PVA-(C10)2Na Alg cu cuncintrazzioni di glicirolu diversi. L'abbriviazzioni A0, A1, A2, A3, A4 e A5 riprisèntanu li muleculi mudeḍḍi 3PVA-(C10)2Na Alg, 3PVA-(C10)2Na Alg - 1 Gly, 3PVA-(C10)2Na Alg - 2Gly, 3PVA-(C10)2Na Alg -2Gly, 3PVA-(C10)2Na Alg. Alg - 4 Gly e 3PVA-(C10)2Na Alg - 5 Gly, rispittivamenti. La figura 5a mustra ca l'entalpia aumenta cu l'aumentu dâ timpiratura e dû cuntinutu di glicirolu. L’entalpia dâ struttura ca rapprisenta 3PVA-(C10)2NaAlg - 5Gly (zzoè A5) a 200 K è 27,966 cal/mol, mentri l’entalpia dâ struttura ca rapprisenta 3PVA-2NaAlg a 200 K è 13,490 cal/mol. Â fini, siccomu l'entalpia è positiva, chista riazzioni è endutermica.
L'intrupìa è difinuta comu na misura di l'energìa nun dispunìbbili nta nu sistema termudinàmicu chiusu e spissu è cunzidirata comu na misura dû disordini dû sistema. La figura 5b mustra lu canciamentu nnâ ntrupìa di 3PVA-(C10)2NaAlg câ timpiratura e comu ntiraggisci cu diversi unità di glicirolu. Lu gràficu mustra ca l’intrupìa cancia liniarmenti mentri la timpiratura aumenta di 200 K a 500 K. La figura 5b mustra chiaramenti ca l’intrupìa dû mudeḍḍu Alg 3PVA-(C10)2Na tenni a 200 cal/K/mol a 200 K picchì lu mudeḍḍu 3PVA-(C10)2 esprimi senza bit. Aumintannu la timpiratura, lu mudeḍḍu 3PVA-(C10)2Na Alg addiventa disurdinatu e schica l'aumentu di l'intrupìa cu l'aumentu dâ timpiratura. Sparti, è chiaru ca la struttura di 3PVA-C10 2Na Alg-5 Gly àvi lu valuri di ntrupìa cchiù àutu.
Lu stissu cumpurtamentu è osservatu ntâ Figura 5c, ca mustra lu canciamentu dâ capacità di caluri câ timpiratura. La capacità di caluri è la quantità di caluri nicissaria pi canciari la timpiratura di na certa quantità di sustanza di 1 °C47. La figura 5c mustra li canciamenti nnâ capacità di caluri dâ mulecula mudeḍḍu 3PVA-(C10)2NaAlg a causa di ntirazzioni cu 1, 2, 3, 4 e 5 unità di glicirolu. La figura mustra ca la capacità di caluri dû mudeḍḍu 3PVA-(C10)2NaAlg aumenta liniarmenti câ timpiratura. L'aumentu ossirvatu dâ capacità di caluri cu l'aumentu dâ timpiratura è attribbuitu ê virbazzioni termichi dî fununi. Sparti, ci sunnu provi ca l’aumentu dû cuntinutu di glicirolu porta a n’aumentu dâ capacità di caluri dû mudeḍḍu 3PVA-(C10)2NaAlg. Sparti, la struttura mustra ca 3PVA-(C10)2NaAlg-5Gly àvi lu valuri di capacità di caluri cchiù autu rispettu a autri strutturi.
Autri paramitri comu l'energia lìbbira e lu caluri finali dâ furmazzioni foru calculati pê strutturi studiati e sunu mustrati rispittivamenti ntâ Figura 5d e e. Lu caluri finali dâ furmazzioni è lu caluri rilasciatu o assurbutu duranti la furmazzioni di na sustanza pura dî sò elimenti custituenti sutta prissioni custanti. L'energìa lìbbira pò èssiri difinuta comu na pruprietà sìmuli a l'energìa, zoè lu sò valuri addipenni dâ quantitati di sustanza nta ogni statu termudinàmicu L'enirgìa lìbbira e lu caluri dâ furmazzioni di 3PVA-(C10)2NaAlg-5Gly èranu li cchiù vasci e èranu rispittivamenti -1318,338 e -1628,154 kcal/mol. Ô cuntrariu, la struttura ca rapprisenta 3PVA-(C10)2NaAlg àvi li valura cchiù auti di enirgìa lìbbira e caluri di furmazzioni di -690,340 e -830,673 kcal/mol, rispittivamenti, rispettu a autri strutturi. Comu mustratu ntâ Figura 5, vari prupità termichi cancianu a causa dâ ntirazzioni cû glicirolu. L'enirgìa lìbbira di Gibbs è nigatìva, ca ìnnica ca la struttura pruposta è stàbbili.
PM6 carculò li paràmitri tèrmici di 3PVA- (C10) 2Na Alg puri (mudeḍḍu A0), 3PVA- (C10) 2Na Alg - 1 Gly (mudeḍḍu A1), 3PVA- (C10) 2Na Alg - 2 Gly (mudeḍḍu A2), 3PVA- (C10) Alg -32 (C10) 2Na Alg - 4 Gly (mudeḍḍu A4) e 3PVA- (C10) 2Na Alg - 5 Gly (mudeḍḍu A5), unni (a) è l'entalpia, (b) l'entrupìa, (c) la capacità di caluri, (d) l'enirgìa lìbbira e (e) lu caluri di furmazzioni.
Di n'autra banna, la sicunna modalità di ntirazziuni ntra trimeri PVA e NaAlg dimericu si virifica ntà li gruppi OH tirminali e media ntà struttura dû trimeri PVA. Comu ntô primu gruppu, li paramitri termici foru calculati usannu lu stissu liveddu di tiurìa. La figura 6a-e mustra li variazziuni di l'entalpia, l'intrupìa, la capacità di caluri, l'energia lìbbira e, â fini, lu caluri di furmazziuni. Li figuri 6a-c mustranu ca l'entalpia, l'intrupìa e la capacità di caluri dû Term 1 NaAlg-3PVA-Mid 1 NaAlg mustranu lu stissu cumportamentu dû primu gruppu quannu ntiraggìscinu cu 1, 2, 3, 4, 5 e 6 unità di glicirolu. Sparti, li sò valura aumentunu a picca a picca cu l'aumentu dâ timpiratura. Sparti, ntô mudeḍḍu prupostu Term 1 Na Alg - 3PVA-Mid 1 Na Alg, li valura di ntalpia, ntrupìa e capacità di caluri aumintaru cu l'aumentu dû cuntinutu di glicirolu. L'abbriviazzioni B0, B1, B2, B3, B4, B5 e B6 riprisèntanu rispittivamenti li strutturi siguenti: Tèrmini 1 Na Alg - 3PVA- Mid 1 Na Alg, Tèrmini 1 Na Alg- 3PVA- Mid 1 Na Alg - 1 Gly, Tèrmini 1 Na Alg- 3PVA Mi Alg - 3PVA- Mid 1 Na Alg - 3gly, Tèrmini 1 Na Alg- 3PVA- Mid 1 Na Alg - 4 Gly, Tèrmini 1 Na Alg- 3PVA- Mid 1 Na Alg - 5 Gly e Tèrmini 1 Na Alg- 3PVA- Mid 1 Na Alg - 6 Gly. Comu mustratu ntâ Fig. 6a-c, è chiaru ca li valura di ntalpia, ntrupìa e capacità di caluri aumentunu cû nùmmaru di unità di glicirolu ca aumenta di 1 a 6.
PM6 calculò li paràmitri tèrmici di l'Alg/Alg Na- 3PVA- Mid 1 Na Alg (mudeḍḍu B0), l'Alg Na- 3PVA - 1 Gly (mudeḍḍu B1), l'Alg Na- 3PVA-3PVA-3PVA-Mid 1 Na Alg - 2 Gly (mudeḍḍu B1). Alg - 3 Gly (mudeḍḍu B3), Alg - 4 Gly (mudeḍḍu B4), Alg - 5 Gly (mudeḍḍu B5) e Alg (mudellu B5) (mudellu B) entropìa, (c) capacità di caluri, (d) enirgìa lìbbira e (e) caluri di furmazzioni.
Sparti, la struttura ca rapprisenta lu Termini 1 Na Alg- 3PVA- Mid 1 Na Alg- 6 Gly àvi li valura cchiù auti di ntalpia, ntrupìa e capacità di caluri rispettu a autri strutturi. Ntra chisti, li sò valura aumintaru di 16,703 cal/mol, 257,990 cal/mol/K e 131,323 kcal/mol ntô tèrmini 1 Na Alg - 3PVA- Mid 1 Na Alg a 33,223 cal/mol, 420,038 cal/79 K2l e 420,038 cal/mol. Tèrmini 1 Na Alg - 3PVA- Mid 1 Na Alg - 6 Gly, rispittivamenti.
Com’è gghiè, li figuri 6d e e mùstranu la dipinnenza dâ timpiratura di l’enirgìa lìbbira e dû caluri finali dâ furmazzioni (HF). HF si po difiniri comu lu canciamentu di ntalpia ca si virifica quannu si furma nu molu di na sustanza dî so elimenti 'n cunnizzioni naturali e standard. È evidenti dâ figura ca l'enirgìa lìbbira e lu caluri finali dâ furmazzioni di tutti li strutturi studiati mustranu na dipinnenza liniari dâ timpiratura, vali a diri ca aumentunu a picca a picca e liniarmenti cu l'aumentu dâ timpiratura. Sparti, la figura cunfirmò macari ca la struttura ca rapprisenta lu Termini 1 Na Alg - 3PVA- Mid 1 Na Alg - 6 Gly àvi l'enirgìa lìbbira cchiù vascia e l'HF cchiù vascia. Tutti du’ li paràmitri arridduciru di -758,337 a -899,741 K cal/mol nnô tèrmini 1 Na Alg - 3PVA- Mid 1 Na Alg - 6 Gly a -1.476,591 e -1.828,523 K cal/mol. È chiaru dî risultati ca l'IC diminuisci cu l'aumentu di l'unità di glicerolu. Chistu signìfica ca a causa di l'aumentu dî gruppi funziunali, aumenta macari la riattività e quinni è nicissària cchiù picca enirgìa pi purtari avanti la riazzioni. Chistu cunfirma ca lu PVA/NaAlg plasticizzatu po èssiri usatu nne batterii pi la so riattività auta.
‘n giniràli, li effetti dâ timpiratura sunnu spartuti ‘n dui tipi: effetti a timpiratura vascia e effetti a timpiratura àuta. L'effetti dî timpiraturi vasci si sèntunu principalmenti ntê paisi situati a latitùdini àuti, comu la Groenlandia, lu Canada e la Russia. D'invernu, la timpiratura di l'aria esterna nta chisti posti è assái sutta li zeru gradi Celsius. La durata e li funziunalità dî batterii a ioni di litiu ponnu èssiri nfruenzati di timpiraturi vasci, supratuttu chiḍḍi usati nne veiculi elèttrici ibbridi plug-in, veiculi elèttrici puri e veiculi elèttrici ibbridi. Li viaggi ntô spazziu sunu n’àutru ambienti friddu ca abbisogna di batterii a ioni di litiu. Pir esempiu, la timpiratura supra Marti pò scìnniri a -120 gradi Celsius, ca rapprisenta n'ostaculu mpurtanti pi l'usu dî batterii a ioni di litiu ntê navi spazziali. Li timpiraturi di funziunamentu vasci ponnu purtari a na diminuzzioni dû tassu di trasfirimentu di càrrica e di l’attività di riazzioni chìmica dî batterii a ioni di litiu, purtannu a na diminuzzioni dû tassu di diffusioni di ioni di litiu dintra l’elittrodu e la cunnuttività ionica nna l’elittrolitu. Chistu degradu porta a na riduzzioni dâ capacità e dâ putenza energètica e quarchi vota macari a na riduzzioni dû rinnimentu53.
L’effettu di timpiraturi auti si virifica nna na gamma cchiù larga di ammienti di applicazzioni, ntra li quali sia a timpiraturi auti ca vasci, mentri l’effettu di timpiraturi vasci è principalmenti limitatu a ammienti di timpiraturi vasci. L’effettu dâ timpiratura vascia è ditirminatu principalmenti dâ timpiratura ambienti, mentri l’effettu dâ timpiratura auta di sòlitu è ​​attribbuitu cchiù accuratamenti ê timpiraturi auti dintra la battirìa a ioni di litiu duranti lu funziunamentu.
Li batterii a ioni di litiu gèniranu calurìa ‘n cunnizzioni di currenti auta (cumprisi la càrrica e la scarica viloci), ca fa crìsciri la timpiratura nterna. L'espusizzioni a timpiraturi auti po puru causari nu digradamentu dî pristazzioni dâ battirìa, ntra li quali la pèrdita di capacità e putenza. Di sòlitu, la pèrdita di litiu e lu ricuperu di matiriali attivi a timpiraturi auti purtanu a pèrdita di capacità, e la pèrdita di putenza è duvuta a n’aumentu dâ risistenza nterna. Si la timpiratura nesci fora di cuntrollu, si virifica na fuga termica, ca nta quarchi casu pò purtari a na cummussioni spuntània o macari a n'esplosioni.
Li càrculi QSAR sunnu nu mètudu di mudeḍḍaggiu cumputazziunali o matimàticu usatu pi identificari li rilazziuni ntra l'attività biuloggica e li prupità strutturali dî cumposti. Tutti li muleculi pruggittati foru uttimizzati e certi prupità QSAR foru carculati a liveḍḍu PM6. La tabbella 3 elenca na para di discrittura QSAR calculati. Esempi di sti discrittura su’ càrrica, TDM, enirgìa tutali (E), putinziali di junizzazzioni (IP), Log P e pularizzabbilità (vidi Tabbula 1 pî furmuli pi ditirminari IP e Log P).
Li risurtati dî càrculi mustranu ca la càrrica tutali di tutti li strutturi studiati è zeru picchì su’ nnô statu funnamintali. Pi la prima prubbabbilità di ntirazzioni, lu TDM dû glicirolu era 2,788 Debye e 6,840 Debye pi 3PVA-(C10) 2Na Alg, mentri li valura dû TDM foru aumintati a 17,990 Debye, 8,848 Debye77b2 e 5,874 Debye19. Dibye quannu 3PVA-(C10) 2Na Alg ntiraggìu rispittivamenti cu 1, 2, 3, 4 e 5 unità di glicirolu. Cchiù àutu è lu valuri dû TDM, cchiù àuta è la sò riattività cu l'ambienti.
Fu calculata macari l’enirgìa tutali (E) e li valura E dû glicirolu e 3PVA-(C10)2 NaAlg foru rispittivamenti -141,833 eV e -200092,503 eV. Ntô frattiempu, li strutturi ca rapprisentunu lu NaAlg 3PVA-(C10)2 ntiraggìsciunu cu 1, 2, 3, 4 e 5 unità di glicirolu; E addiventa rispittivamenti -996,837, -1108,440, -1238,740, -1372,075 e -1548,031 eV. Aumintari lu cuntinutu di glicirolu porta a na diminuzziuni di l'energia totali e quinni a n'aumentu dâ riattività. Basannusi ncapu lu càrculu di l'enirgìa tutali, si cuncludìu ca la mulecula mudeḍḍu, ca è 3PVA-2Na Alg-5 Gly, è cchiù riattiva di l'autri muleculi mudeḍḍu. Chistu finòminu è lijatu â sò struttura. 3PVA-(C10)2NaAlg cunteni sulu du gruppi -COONa, mentri l'autri strutturi cuntenunu du gruppi -COONa ma portunu cchiù gruppi OH, ca signìfica ca la sò riattività versu l'ambienti è aumintata.
Sparti, l’enirgìi di junizzazzioni (IE) di tutti li strutturi su’ cunzidirati nna stu studiu. L’enirgìa dâ junizzazzioni è nu paràmitru mpurtanti pi misurari la riattività dû mudeḍḍu studiatu. L'enirgìa ca servi pi spustari n'elittruni di nu puntu di na mulecula ô nfinitu si chiama enirgìa di ionizzazzioni. Rapprisenta lu gradu di ionizzazzioni (zoè riattività) dâ mulecula. Cchiù auta è l’enirgìa di junizzazzioni, cchiù vascia è la riattività. Li risultati IE di 3PVA-(C10)2NaAlg ca ntiraggìsci cu 1, 2, 3, 4 e 5 unità di glicirolu èranu -9,256, -9,393, -9,393, -9,248 e -9,323 eV, rispittivamenti, mentri li IE di NaPVA2g(Al)glicirolu èranu rispittivamenti. -5,157 e -9,341 eV, rispittivamenti. Siccomu l'agghiunta di glicirolu purtau a na diminuzzioni dû valuri IP, la riattività muliculari aumintau, ca aumintau l'applicabbilità dâ mulecula mudeḍḍu PVA/NaAlg/glicerolu nne dispusitivi elittruchìmici.
Lu quintu discritturi dâ tabbella 3 è Log P, ca è lu lugaritmu dû cufficenti di divisiuni e veni usatu pi discrìviri si la struttura ca si studia è idròfila o idròfubba. Nu valuri Log P nigativu innica na mulecula idròfila, ca voli diri ca si dissolvi subbitu ntà l'acqua e si dissolvi scarsamenti ntà li sulventi urganici. Nu valuri pusitivu ìnnica lu prucessu oppostu.
Basannusi ncapu li risultati uttinuti, si po cunclùdiri ca tutti li strutturi sunnu idròfili, picchì li sò valuri Log P (3PVA-(C10)2Na Alg - 1Gly, 3PVA-(C10)2Na Alg - 2Gly, 3PVA-(C10)2Na Alg -3Gly, 3PVA-(C10)2Na Alg -3Gly-0. 3PVA-(C10)2Na Alg - 5Gly) su' -3,537, -5,261, -6,342, -7,423 e -8,504, rispittivamenti, mentri lu valuri Log P dû glicirolu è sulu -1,081 e 3PVA-(C10)2Na Alg è sulu -03. Chistu signìfica ca li prupità dâ struttura ca si studia cancianu mentri li muleculi d'acqua sunnu ncorpurati ntâ sò struttura.
 fini, li pularizzabbilità di tutti li strutturi su’ calculati macari a liveḍḍu PM6 usannu un mètudu semi-mpìricu. Si dissi prima ca la pularizzabbilità dâ majurìa dî matiriali dipenni di vari fattura. Lu fattori cchiù mpurtanti è lu vulumi dâ struttura 'n studiu. Pi tutti li strutturi ca pigghianu lu primu tipu di ntirazziuni ntra 3PVA e 2NaAlg (la ntirazziuni si virifica attraversu l'atumu di carboniu nùmmaru 10), la pularizzabbilità è migghiurata cu l'agghiunta di glicirolu. La pularizzabbilità aumenta di 29,690 Å a 35,076, 40,665, 45,177, 50,239 e 54,638 Å a causa di ntirazzioni cu 1, 2, 3, 4 e 5 unità di glicirolu. Pirciò, si scoprìu ca la mulecula mudeḍḍu câ pularizzabbilità cchiù auta è 3PVA-(C10)2NaAlg-5Gly, mentri la mulecula mudeḍḍu câ pularizzabbilità cchiù vascia è 3PVA-(C10)2NaAlg, ca è 29,690 Å.
La valutazziuni dî discrittura QSAR rivilàu ca la struttura ca rapprisenta 3PVA-(C10)2NaAlg - 5Gly è la cchiù riattiva pâ prima ntirazzioni pruposta.
Pi la sicunna modalità di ntirazziuni ntra lu trimeri PVA e lu dimeri NaAlg, li risultati mustranu ca li sò càrrichi sunnu simili a chiḍḍi pruposti ntâ sizziuni pricidenti pâ prima ntirazziuni. Tutti li strutturi ànnu na càrrica elettrònica zeru, ca signìfica ca sunnu tutti nnô statu funnamintali.
Comu si vidi ntâ tabbella 4, li valura TDM (calculati a liveḍḍu PM6) di Na Alg a tèrmini 1 - 3PVA-Mid 1 Na Alg aumintaru di 11,581 Debye a 15,756, 19,720, 21,756, 22,732, 21,756, 22,732, 15,55 m quannu Na. - 3PVA-Mid 1 Na Alg riaggiu cu 1, 2, 3, 4, 5 e 6 unità di glicirolu. Com'è gghiè, l'enirgìa tutali diminuisci cu l'aumentu dû nùmmaru di unità di glicirolu, e quannu Termini 1 Na Alg - 3PVA- Mid 1 Na Alg ntiraggisci cu nu certu nùmmaru di unità di glicirolu (1 a 6), l'enirgìa tutali è - 996,985, - 1129,013, -17. 1321,775, - 1418,964 e - 1637,432 eV, rispittivamenti.
Pâ sicunna prubbabbilità di ntirazzioni, IP, Log P e pularizzabbilità su' macari calculati ô liveḍḍu PM6 dâ tiurìa. Pirciò, cunzidiràru tri discrittura cchiù putenti dâ riattività muliculari. Pi li strutturi ca riprisèntanu End 1 Na Alg-3PVA-Mid 1 Na Alg ca ntiraggìscinu cu 1, 2, 3, 4, 5 e 6 unità di glicirolu, l'IP aumenta di -9,385 eV a -8,946, -8,848, -8,430, -9,537, -8,0V. Cumunca, lu valuri Log P calculatu era cchiù vasciu a causa dâ plasticizzazzioni di l'End 1 Na Alg-3PVA-Mid 1 Na Alg cû glicirolu. Manu manu ca lu cuntinutu di glicirolu aumenta di 1 a 6, li so valura addivèntanu -5,334, -6,415, -7,496, -9,096, -9,861 e -10,53 ô postu di -3,643. Â fini, li dati di pularizzabbilità mustraru ca l'aumentu dû cuntinutu di glicirolu purtau a n'aumentu dâ pularizzabbilità dû Termini 1 Na Alg- 3PVA- Mid 1 Na Alg. La pularizzabbilità dâ mulecula mudeḍḍu Termini 1 Na Alg-3PVA- Mid 1 Na Alg aumintau di 31,703 Å a 63,198 Å doppu la ntirazzioni cu 6 unità di glicirolu. È mpurtanti nutari ca l'aumentu dû nùmmaru di unità di glicirolu nnâ sicunna prubbabbilità di ntirazzioni si fa pi cunfirmari ca nunustanti lu granni nùmmaru di atumi e la struttura cumplessa, lu rinnimentu è ancora migghiuratu cu l'aumentu dû cuntinutu di glicirolu. Pirciò, si po diri ca lu mudeḍḍu PVA/Na Alg/glicerina dispunìbbili po scanciari parzialmenti li batterii a ioni di litiu, ma cci vonnu cchiù ricerchi e sbiluppi.
Pi carattirizzari la capacità di ligami di na supirfici a n'assurbatu e valutari li ntirazziuni unichi tra li sistemi abbisogna dâ canuscenza dû tipu di ligami ca esisti tra du' atumi quarsiasi, la cumplessità di ntirazziuni intermuliculari e intramuliculari e la distribbuzziuni dâ dinsità d'elettruni dâ supirfici e di l'assurbenti. La dinsità d'elettruni ntò puntu criticu dû ligami (BCP) tra l'atumi ca ntiraggìsciunu è funnamintali pi valutari la forza dû ligami ntà l'analisi QTAIM. Cchiù auta è la dinsità di càrrica di l’elittrona, cchiù stàbbili è la ntirazzioni cuvalenti e, ‘n ginirali, cchiù auta è la dinsità di l’elittrona a sti punti crìtici. Sparti, si sia la dinsità d’enirgìa tutali di l’elittrona (H(r)) ca la dinsità di càrrica di Laplace (∇2ρ(r)) su’ cchiù nichi di 0, chistu ìnnica la prisenza di ntirazzioni cuvalenti (ginirali). Nnô autru latu, quannu ∇2ρ(r) e H(r) sunnu cchiù granni di 0,54, innica la prisenza di ntirazziuni non cuvalenti (scoccia chiusa) comu ligami d'idrògginu debbuli, forzi di van der Waals e ntirazziuni elettrustàtichi. L'analisi QTAIM rivilàu la natura dî ntirazziuni nun cuvalenti ntà li strutturi studiati comu mustratu ntà li figuri 7 e 8. Basannusi ncapu l'analisi, li muleculi mudellu ca rapprisentunu 3PVA - 2Na Alg e lu termini 1 Na Alg - 3PVA - Mid 1 Na Alg mustraru na stabbilità cchiù jauta rispettu a muleculi diffirenti. Chistu picchì nu nummuru di ntirazziuni non cuvalenti ca sunnu cchiù privalenti ntà struttura di l'alginatu comu li ntirazziuni elettrostatici e li ligami d'idrògginu pirmettunu a l'alginatu di stabbilizzari li cumposti. Sparti, li nostri risultati dimustranu l'impurtanza dî ntirazziuni nun cuvalenti ntra li muleculi mudeḍḍi 3PVA - 2Na Alg e Term 1 Na Alg - 3PVA - Mid 1 Na Alg e la glicina, nnicannu ca la glicina àvi nu rolu mpurtanti ntà mudificazziuni di l'ambienti elettrònicu cumplessivu dî cumposti.
Analisi QTAIM dâ mulecula mudeḍḍu 3PVA - 2NaAlg ca ntiraggisci cu (a) 0 gli, (b) 1 gli, (c) 2 gli, (d) 3 gli, (e) 4 gli e (f) 5 gli.