聚离子液体的链动力学和电导率

聚物离子液体(PILs)因其高电荷密度和优良稳定性在能量存储与膜分离中应用广泛，但其离子电导率通常低于单体离子液体，且链长与玻璃化转变的耦合效应使机制研究复杂化。

加州理工学院的王振刚团队采用粗粒化分子动力学模拟，结合高斯核模型与电荷弥散静电学，系统研究了链长与静电关联对聚离子液体链动力学和离子电导率的影响。

模拟发现，带电系统仍遵循理想链统计行为，并呈现从Rouse-to-reptation的转变，电荷仅轻微增加链刚度、减缓松弛并降低扩散系数。尽管聚阴离子扩散系数随链长显著下降，离子电导率却基本保持不变。

通过Onsager系数分析，研究者将该现象归因于链间关联增强对扩散减慢的补偿作用，且该机制在不带电系统中依然存在，说明其源于体系不可压缩性而非静电作用。研究揭示了在非玻璃化体系中电荷传输与链松弛的本质，为调控聚离子液体力学性能和电导率平衡提供了理论依据。

来源：J. Chem. Phys.