Partition coefficients (LogP) help to quantify hydrophobicity, which can be used to guide the design of polymer electrolytes with targeted properties. Thus, this study combined synthetic experiments and molecular modeling to produce polyester electrolytes that solubilize lithium salts. These polyester electrolytes were derived from natural sources and polymerized with different ratios of polyols (diglycerol, glycerol, and diethylene glycol) and citric acid in the presence of lithium salts (LiTf and LiTFSI). The Fisher esterification produced homogeneous, cross-linked films with high optical transparency, whereas the lithium salts increased glass transition temperatures. The LogP values of monomers and the resulting polyesters were predicted using cheminformatics tools and indicate changing diglycerol to glycerol or diethylene glycol alters the hydrophobicity. Comparison of different molecular modeling methods with predicted LogP values demonstrate that LogP values are a reliable means of tailoring physical and chemical properties of these polymer electrolytes. Additionally, LogP values greatly benefit from being extremely less expensive from a computational standpoint as well as more convenient for calculating precursory quantitative information

چکیده

ضرایب تقسیم (LogP) به تعیین مقدار آب­ گریزی کمک می­ کنند و می ­توان از آنها برای طراحی الکترولیت­ های پلیمری با خصوصیات  مشخص بهره گرفت. بنابراین، این مطالعه، آزمایش­ های سنتزی و مدل سازی مولکولی را ترکیب می­ کند تا الکترولیت­ های پلی­ استری تولید کند که نمک­ های لیتیوم را حل می­ کنند. این الکترولیت­ های پلی­ استر از منابع طبیعی استخراج می ­شوند و با نسبت­ های مختلف پولیول (دی­ گلیسرول، گلیسرول، و دی­ اتیلن گلیکول) و سیتریک اسید در حضور نمک­ های لیتیوم (LiTf و LiTFSI) پلیمری می ­شوند. سنتز استر به روش فیشر، سبب تولید فیلم­ های همگن و دارای اتصال عرضی شدند که شفافیت بالایی دارند در حالیکه نمک ­های لیتیوم دماهای گذار شیشه را افزایش دادند. مقادیر LogP مونومرها و پلی­ استرهای حاصل، با استفاده از ابزارهای شیمی­  انفورماتیک پیش­ بینی شد و مشخص شد که تغییر دی­ گلیسرول به گلیسرول یا دی­ ایتلن گلیکول، آب­ گریزی را تغییر می­ دهد. مقایسه روش ­های مدل سازی مولکولی مختلف با مقادیر LogP پیش ­بینی شده نشان داد که مقادیر LogP ، ابزار قابل اطمینانی برای مدیریت خصوصیات فیزیکی و شیمیایی این الکترولیت­ های پلیمری هستند. به علاوه، مزیت مقادیر LogP این است که از نقطه نظر محاسباتی بسیار کم­ هزینه هستند و برای محاسبه اطلاعات کمی جدید نیز بسیار مناسب هستند.

1-مقدمه

آب­ گریزی و آب­ دوستی دو ویژگی مهم در بررسی و بهینه ­سازی الکترولیت­ های پلیمری و مواد پلیمری رسانا هستند [1،2]. در واقع، درجه آب­ گریزی به شدت بر نحوه مخلوط شدن [3]، انحلال­ پذیری [4]، رسانندگی یونی، ممانعت از خوشه­ بندی یونی [5]، نفوذ اکسیژن [6] و خوردگی الکترودها [7] تاثیر دارد. با این حال، تعیین تعادل بین آب­ دوستی و آب­ گریزی در الکترولیت ­های پلیمری هنوز هم به صورت یک چالش باقی مانده است...