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Tese de Doutorado
Documento
Autor
Nome completo
Leonardo José Amaral de Siqueira
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2005
Orientador
Banca examinadora
Ribeiro, Mauro Carlos Costa (Presidente)
Gonzalez, Jose Pedro Donoso
Kawano, Yoshio
Petri, Denise Freitas Siqueira
Skaf, Munir Salomão
Título em português
Dinâmica molecular de eletrólitos poliméricos
Palavras-chave em português
Dinâmica molecular
Eletrólitos poliméricos
Físico-química
Modelo polarizável
Polímeros (Química orgânica)
Resumo em português
Simulação de Dinâmica Molecular (MD) foi utilizada para se explorar propriedades estruturais e dinâmicas de eletrólitos poliméricos, poli(oxietileno), PEO, PEO-LiClO4 em três concentrações de sal e em duas temperaturas (373 e 500 K), visando contribuir para o entendimento do mecanismo pelo qual os íons são transportados na matriz polimérica. Nas simulações MD foi utilizado um modelo de átomos unidos para o PEO. O modelo do PEO (32 cadeias de PEO com peso molecular de 1175) foi validado pela comparação do fator de estrutura estático, S(k), calculado com o obtido por espectroscopia de espalhamento de nêutrons para o PEO puro. Um pico em vetor de onda pequeno foi observado no S(k) quando LiClO4 foi adicionado na matriz do PEO, indicando a presença de ordem estendida no PEO-LiClO4 fundido. Pares iônicos de contato foram observados, os quais são favorecidos quando a temperatura aumenta. As cadeias do PEO se tomam menos estendidas (menor raio de giração, Rg) com a adição de sal. O raio de giração aumenta com o aumento da temperatura em concentração baixa de sal e é fracamente afetado pela temperatura em concentração alta de sal. A dinâmica dos cátions é afetada pelo seu ambiente local, sendo mais favorecida na direção dos átomos de oxigênio do PEO. Os cátions apresentam movimentos difusivo e em saltos. A relaxação das cadeias do PEO, assim como a difusão dos íons, é maior nos sistemas de menor concentração de LiClO4 e em temperatura elevada.
Título em inglês
Molecular dynamics of polymeric electrolytes
Palavras-chave em inglês
Molecular dynamics
Physical chemistry
Polarizable model
Polymeric electrolytes
Polymers (Organic chemistry)
Resumo em inglês
In this work, Molecular Dynarnics (MD) simulation has been performed to evaluate structural and dynamics properties of the polymer electrolyte poly(oxietilene) PEO-LiClO4 for three salt concentration and two temperatures (373 and 500 K), in order to understand the ionic transport mechanism in the polymeric matrix. A united atoms model has been used for PEO. The PEO model has been validated by comparing calculated static structure factor S(k) of pure PEO at 363 K (32 PEO chains with a molecular weight of 1175) with previous experimental data obtained by neutron scattering spectroscopy. A low wave-vector peak indicates an extended-range order in PEO-LiClO4 melts. Contact ionic pair are observed, which are favoured as temperature increases. PEO chains as a whole becomes less extented (smaller radius of gyration) uppon addition of LiClO4. Radius of gyration increases with temperature at low salt concentration, but it is only marginally affected by temperature at high concentration. Cations dynamics is affected by the local neighborhood, being faster in the direction of PEO oxygen atoms. Cations motion display diffusion and hopping events. Relaxation time of PEO chains, as well as ionic diffusion, increase with temperature and decrease with LiClO4 concentration.
 
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Data de Publicação
2017-09-19
 
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