Transference number in polymer electrolytes: mind the reference-frame gap
电解质溶液的传输系数，特别是迁移数，是电化学能量存储装置的重要设计参数。最近在PEO-LiTFSI中的负迁移数的观察在一定条件下产生了许多关于其分子起源的讨论，通过实验和理论手段。然而，在这些努力中，一个被忽视的因素是参考系（RF）的重要性。当比较实验和模拟时，这产生了不可忽略的差距，因为在传输系数的实验测量中的通量和在分子动力学模拟中使用的线性响应理论中的通量在不同的RF中定义。在这项工作中，我们表明，通过应用适当的RF变换，可以实现实验和模拟结果之间的协议大大改善。此外，它揭示了阴离子质量和阴离子-阴离子相关性，而不是离子聚集体，负迁移数的报道起着至关重要的作用。
2022-03-03 cond-mat.soft physics.chem-ph
Cation Transport in Polymer Electrolytes: A Microscopic Approach
本文提出了聚合物电解质中阳离子扩散的微观理论。基于对PEO与LiBF $_4$的分子动力学模拟的深入分析，阳离子动力学的机制进行了表征。聚合物链之间的阳离子跳跃可以被识别为更新过程。这使我们能够获得一个明确的表达式，锂离子扩散常数D_{Li}通过调用聚合物的具体性质，如劳斯动力学。这扩展了以前的现象学和数值方法。特别地，可以预测D_{Li}的链长依赖性并与实验数据进行比较。这种依赖性可以在不涉及纠缠效应的情况下得到充分理解。
2007-05-11 cond-mat.soft
Understanding Segmental Dynamics in Polymer Electrolytes: A Computer Study
通过分析简正模，研究了聚氧化乙烯（PEO）在纯聚合物和聚合物电解质（PEO/LiBF $_4$）中的链段动力学。我们验证了劳斯理论的适用性，特别是对于聚合物电解质的动态异质性，所产生的阳离子-聚合物相互作用，改变沿链的流动性不均匀。我们发现，这两个系统的劳斯模式是正交的，尽管存在的非指数松弛的模式和违反高斯自相似的链。在聚合物电解质中的链段动力学的减速是合理的，由数量级增加的摩擦系数的那些单体，这是由阳离子结合。在一般情况下，对于电解质的劳斯预测的动态段（自由和/或绑定）同意，除了很短的时间。
2008-04-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Breaking Ion Clusters: Size Asymmetry for Faster Ion Transport in Polymer Electrolytes
本研究针对传统观点中高离子浓度下固态聚合物电解质因微相分离导致电导率差的问题，发现高离子尺寸比可增强离子与聚合物基质混合，通过离子-偶极矩作用占优改善离子分散，为储能器件用SPEs开发提供了新的调控关键参数。
2025-10-28 cond-mat.soft
Chaotic behavior of ion exchange phenomena in polymer gel electrolytes through irradiated polymeric membrane
通过台式实验研究了离子导电电化学微系统的I-V特性的非线性。它的混沌动力学是第一次被报道，已经被电子电路捕获。制备了聚偏氟乙烯-共-六氟丙烯（PVdF-HFP）凝胶电解质，该电解质由增塑剂（碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯）和盐组成，用于研究离子通过多孔聚对苯二甲酸乙二酯（PET）膜的交换。该体系的非线性是由于聚合物凝胶电解质（PGE）通过多孔膜进行离子交换。不同制度的尖峰和非尖峰混沌运动。突出了可能的应用。
2012-04-18 cond-mat.soft nlin.CD
Electron-beam patterning of polymer electrolyte films to make multiple nanoscale gates for nanowire transistors
我们报道了一种基于电子束的聚（环氧乙烷）/LiClO $_{4}$聚合物电解质的纳米级图案化方法。我们使用图案化的聚合物电解质作为单纳米线晶体管中的高电容栅极电介质，并获得与传统的金属/氧化物包裹栅纳米线晶体管相当的亚阈值摆动。图案化消除了栅极/接触重叠，这减少了寄生效应并实现了多个独立可控的栅极。该方法的简单性拓宽了在纳米线和其他纳米器件的研究中使用聚合物电解质门控的范围。
2014-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Ionic conductivity optimization of composite polymer electrolytes through filler particle chemical modification
已知向聚合物电解质中添加填料颗粒会增加其离子电导率（IC）。关于组成材料之间的相互作用如何导致增强的详细理解仍有待开发。一个显着的贡献归因于增量的聚合物无定形部分，诱导的填料，导致在聚合物基体中形成更高的离子电导率通道。然而，IC对颗粒重量负载的依赖性和其组成对聚合物形态的依赖性尚未完全理解。本工作研究了锂离子在复合聚合物电解质（CPE）中的传输，所述复合聚合物电解质包括嵌入在PEO：LiTFSI基质中的Bi掺杂LLZO颗粒。我们发现，IC优化非常低的颗粒重量负荷（5至10%），其幅度和所需的负荷，强烈依赖于石榴石颗粒的组合物。基于结构表征结果和电化学阻抗谱，提出了一种机制来解释这些发现。有人建议，在石榴石颗粒中的Li-摩尔含量控制其与聚合物基体的相互作用，导致在最佳负载报告，在形成高离子电导率通道。我们建议，填料颗粒的聚合物形态的化学操纵是一个有前途的途径，为进一步发展的复合聚合物电解质。
2021-03-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A Simulation Study of the Lithium Ion Transport Mechanism in Ternary Polymer Electrolytes - The Critical Role of the Segmental Mobility
采用分子动力学（MD）模拟研究了锂离子在聚环氧乙烷（PEO）、锂-双（三氟甲烷）磺酰亚胺（LiTFSI）和离子液体N-甲基-N-丙基吡咯烷鎓双（三氟甲烷）磺酰亚胺（PYR 13 TFSI）组成的三元聚合物电解质中的输运.特别是，我们专注于两种不同的策略，通过它可以设计的三元电解质，即（a）加入离子液体的PEO 20 LiTFSI，和（b）取代PEO链在PEO 20 LiTFSI的离子液体。为了掌握整体锂传输机制的变化，我们采用了基于Rouse的分析阳离子传输模型（Maitra et al.，物理学评论快报，2007，98，227802），其最初被设计用于二元PEO基电解质。该模型区分了三种不同的微观运输机制，每种机制都由一个单独的时间尺度量化。在我们的分析过程中，我们扩展了这种数学描述来解释一种全新的传输机制，即TFSI支持的与PEO链脱钩的锂离子扩散，这种扩散在某些化学计量中出现。我们发现，在PEO基聚合物电解质链段的流动性起着决定性的作用。也就是说，尽管向PEO 20 LiTFSI中加入离子液体使聚合物网络增塑，因此也增加了锂扩散，但当用离子液体取代PEO链时，游离的、可移动的醚氧的量减少，这补偿了增塑效果。总之，我们的观察使我们能够制定一些一般原则的锂离子传输机制在三元聚合物电解质。此外，我们的见解也揭示了最近的实验观察（Joost等人，电化学。Acta，2012，86，33…
2013-10-01 cond-mat.soft
Using polymer electrolyte gates to set-and-freeze threshold voltage and local potential in nanowire-based devices and thermoelectrics
我们利用聚合物电解质中强烈的温度依赖性离子迁移率，使用局部包裹栅极几何形状在纳米线周围的特定离子电荷环境中“冻结”。这使我们能够设置一个传统的掺杂衬底栅极的阈值电压和本地的无序势在低于200开尔文的温度下，我们的特点是详细结合电导和热电压测量建模。我们的研究结果表明，当地的聚合物电解质门是兼容的纳米线热电，在那里他们提供了一个非常低的热导率的优势，并保持对固态冷却应用的最佳工作点设置的巨大潜力。
2014-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Exploring nonlinear ion dynamics in polymer electrolytes from the perspective of hopping models
本研究利用分子动力学模拟探究聚合物电解质的离子非线性动力学，结合跳跃模型揭示弱场、高场区域的不同物理机制，提取的有效跳跃距离、势垒高度等参数与结构分析及模型解析解相符。
2025-03-20 cond-mat.soft physics.chem-ph
Interplay of Structure and Dynamics in Solid Polymer Electrolytes: a Molecular Dynamics Study of LiPF6/polypropylene carbonate
Univ. Grenoble Alpes, Univ. Savoie Mont Blanc, CNRS, Grenoble INP, LEPMI（格勒诺布尔阿尔卑斯大学、萨瓦勃朗峰大学、法国国家科学研究中心、格勒诺布尔理工学院、低温与分子物理研究所）
本研究通过分子动力学模拟探讨了固态聚合物电解质中结构与动力学的关系，发现离子相关性对电导率有重要影响，并揭示了在不同温度下离子迁移行为的变化。
2026-01-06 cond-mat.soft physics.chem-ph
Enhancing Cation Diffusion and Suppressing Anion Diffusion via Lewis-Acidic Polymer Electrolytes
固体聚合物电解质（SPE）具有提高锂基电池的能量密度和稳定性的潜力，但低锂离子电导率仍然是技术可行性的障碍。SPE旨在最大限度地提高锂离子相对于阴离子的扩散率，同时保持足够的盐溶解度。因此，值得注意的是，聚环氧乙烷（PEO）（最广泛使用的SPE）在中等盐浓度下表现出比典型的抗衡离子（例如TFSI）小一个数量级的Li离子扩散率。在这里，我们表明，路易斯碱性聚合物，如PEO本质上有利于缓慢的阳离子和快速的阴离子扩散，而这种关系可以在路易斯酸性聚合物逆转。使用分子动力学（MD）模拟，路易斯酸性聚硼烷被确定为实现高达十倍的锂离子扩散率的增加和阴离子扩散率的显着降低，相对于PEO。这类新的路易斯酸SPE的结果说明了增加锂离子扩散率和迁移数与聚合物化学的一般原则，表现出较弱的阳离子和较强的阴离子配位。
2016-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Lithium Ion Transport Mechanism in Ternary Polymer Electrolyte-Ionic Liquid Mixtures - A Molecular Dynamics Simulation Study
通过分子动力学模拟研究了PEO/LiTFSI和不同比例的离子液体N-甲基-N-丙基吡咯烷双（三氟甲烷）磺酰亚胺组成的三元聚合物电解质中锂的输运机理。这是由最近的实验发现[Passerini等人，电化学。Acta 2012，86，330-338]，其证明了这些材料相对于其二元对应物PEO/LiTFSI显示出增强的锂迁移率。为了掌握引起这些观察结果的潜在微观情景，我们采用了一种基于Rouse的分析阳离子传输模型[Maitra等人，PRL 2007，98，227802]，其最初被设计用于常规聚合物电解质。该模型描述了通过三种不同的机制，每个特征在于一个单独的时间尺度的阳离子传输。事实证明，在三元电解质中，基本上所有的锂离子都由PEO链配位，从而排除了离子液体分子的存在增强的传输机制。相反，离子液体的增塑作用通过增强PEO链的动力学以及因此也增强附着离子的运动而有助于增加锂迁移率。额外的重点放在预测锂扩散系数从模拟数据为各种链长和与实验数据的比较，从而证明了我们的方法的广泛适用性。
2013-02-20 cond-mat.soft
Electrostatics of polymer translocation events in electrolyte solutions
我们开发了一个分析理论，占图像和表面电荷之间的相互作用的带电的介电膜和DNA分子易位通过膜。通过中性碳基膜的易位事件是由排斥DNA-图像-电荷相互作用与膜的反式和顺式侧上的DNA片段之间的吸引耦合之间的竞争驱动的。后者的效果是由介电膜的耦合的减少引起的。在强盐溶液中，排斥的图像电荷效应占主导地位的有吸引力的trans-cis耦合，DNA分子遇到的易位势垒约10 kBT。在稀电解质中，反式-顺式耦合接管图像-电荷力，并且膜变成亚稳态吸引点，其可以在长时间间隔内捕获易位聚合物。该机制可用于易位实验，以便通过调节溶液的盐浓度来控制DNA运动。
2016-03-19 cond-mat.soft
Understanding Ion Distribution and Diffusion in Solid Polymer Electrolytes
该研究通过粗粒化分子动力学模拟，建立了固态聚合物电解质中离子分布与传输的关联，提出相图并揭示了离子聚集体的转变，为提升离子电导率提供了设计策略。
2024-06-01 cond-mat.soft physics.app-ph
Can silica nanoparticles improve lithium transport in polymer electrolytes?
本文通过分子动力学模拟研究二氧化硅纳米颗粒对 LiTFSI-PEO 电解质锂输运的影响，发现纳米颗粒因占据非活性空间而降低电导率，并识别出浓度阈值上下的两种机制。
2024-02-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Interfacial performance evolution of ceramics-in-polymer composite electrolyte in solid-state lithium metal batteries
本研究基于混合单元法建立考虑陶瓷夹杂与基体黏弹性的理论模型，探讨LLTO颗粒参数对SCE界面力电响应的影响，为高性能固态电池的界面优化提供指导。
2024-09-24 cond-mat.soft
Fundamental picture of the conduction mechanism in solid-state polymer electrolytes revealed by terahertz spectroscopy
Universität Bielefeld（比勒费尔德大学）；Forschungszentrum Jülich GmbH（于利希研究中心有限公司）；Technical University of Darmstadt（达姆施塔特工业大学）
研究利用太赫兹时域光谱分析固态聚合物电解质中锂盐和温度对传导特性的影响，揭示了聚合物基质振动与锂离子跃迁传输的关系。
2026-04-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Effective medium theory of conduction in stretched polymer electrolytes
最近的实验观察拉伸聚合物电解质薄膜的聚环氧乙烷家庭的各向异性电导率进行了讨论。的主要实验观察，增强的离子扩散和导电性在拉伸方向和减少这些传输系数在正常方向上被解释在一个有效的两相模型。这个两相模型是基于这样的想法，即一个高导电相是与定向的分子结构，其中所包围的导电性差的边界区域。在微分有效介质理论（DEMT）的框架内评估该模型。在拉伸下，这些区域从球形变为长球形。计算的直流电导率张量和它的AC对应的拉伸参数的依赖性是与实验结果吻合得很好。
2002-02-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Molecular-to-polymeric crossover in ion diffusion in glyme-based electrolytes: from vehicular to hopping transport
Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；LPS（凝聚态物理实验室）；Université Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；LIPhy（凝聚态物理与统计物理实验室）；CEA（法国原子能和替代能源委员会）；LLB（低维材料实验室）
结合PFG-NMR、离子电导率测量和MD模拟，研究了甘醇二甲醚基电解质中单价阳离子和TFSI⁻阴离子在宽分子量范围内的扩散，发现了在n≈8处的交叉区域，从短链的载体机制转变为长链的跳跃机制，并伴随离子簇减少和阴离子迁移率增强。
2026-06-01 cond-mat.soft
Inhomogeneous transport in model hydrated polymer electrolyte supported ultra-thin films
聚合物电解质膜的结构，例如，燃料电池催化剂层内的全氟磺酸对决定电池性能的电化学活性和传输现象具有显著影响。在这些区域中，可以发现Nafion作为超薄膜，涂覆催化剂和催化剂载体表面。这些表面的亲水/疏水特性对膜的结构形成的影响，进而对传输性能的影响，尚未得到充分的探讨。在这里，我们报告的经典分子动力学模拟的水合Nafion薄膜接触非结构化的支持，其特征在于其全球润湿性能。我们已经调查了结构和运输在不同地区的电影和发现的证据强烈的异质性行为。我们推测我们的工作对实验和技术活动的影响。
2013-10-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Suppression of electroconvection due to van der Waals attraction of polymer additives towards the metal electrode
可充电电池中的电对流增强了电极表面处的枝晶的生长。向电池中的电解质中添加低分子量聚合物导致在电极附近形成较高聚合物浓度的薄层。这是由于金属电极和溶解在电解质中的聚合物之间的范德华吸引力。范德华力作为电解质上的恢复体力，并反对扰动的增长。使用线性稳定性分析，我们表明，这个力反对电对流。这增加了电对流开始所需的临界电压。
2022-10-27 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Near-thermal limit gating in heavily-doped III-V semiconductor nanowires using polymer electrolytes
掺杂是降低纳米线晶体管导通电阻的常见途径，但具有限制。高掺杂水平导致栅极性能的显著损失，并最终导致栅极完全失效。我们表明，电解质门控仍然有效，即使在我们的GaAs纳米线中的Be掺杂是如此之高，传统的金属氧化物栅极失败。在这种情况下，我们获得了亚阈值摆幅和接触电阻的组合，超过了现有的最好的p型纳米线MOSFET。我们的亚阈值摆幅为75 mV/dec，在室温热极限的25%以内，与n-InP和n-GaAs纳米线MOSFET相当。我们的研究结果开辟了一条新的道路，以扩大纳米线晶体管的性能和应用，并激励进一步的工作，改善纳米器件应用的固体电解质。
2018-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Transport in polymer-gel composites: Response to a bulk concentration gradient
本文研究了电解质饱和的聚合物凝胶，嵌入带电的球形夹杂物，电解质浓度的弱梯度的响应。这些复合材料提出了一个模型系统，研究微尺度电动运输过程，和一个严格的理论预测的散装性能将有利于新的诊断应用。在早期的出版物中提出了电动模型，并计算了均匀复合材料对弱电场的响应。在这项工作中，夹杂物上的散装离子通量和强度的电场（或膜扩散电位）诱导的散装电解质浓度梯度的影响进行了计算。有效离子扩散系数被夹杂物显著改变，因此-取决于夹杂物表面电荷或$ζ$ -电势-不对称电解质可以表现为对称电解质，反之亦然。该理论还量化了浓度梯度引起的扰动对平衡扩散双层的流动强度。类似于扩散电泳，流动可以沿着所施加的浓度梯度向上或向下。
2005-10-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Water in a Polymeric Electrolyte Membrane: Sorption/Desorption and Freezing phenomena
全氟磺酸是一种全氟磺化聚合物，广泛应用于质子交换膜燃料电池。该聚合物采用了由疏水性主链和亲水性磺酸基团之间的微观分离产生的复杂结构组织。在水合时出现充满水的通道和空腔，其中释放酸性质子以形成水合氢离子在水中的溶液，其嵌入聚合物基质中。在273 K以下，发生了水的吸附/解吸现象，其原因至今仍是一个悬而未决的问题。进行中子衍射，我们监测的冰形成的数量在吸附/解吸过程中作为温度的函数下降到180 K。在冷却时，我们观察到冰在膜外形成，并以六边形Ih形式结晶。同时，膜收缩和膨胀，导致基质内水合氢离子浓度增加。可逆地，冰融化并且膜在加热时再水合。本文提出了一个冰点随水合氢离子浓度变化的溶液模型来计算结冰量随温度的变化。模型与实验数据之间的定量一致性解释了在水的吸附或解吸过程中观察到的平滑和可逆的行为，指出了现象的起源。所提出的图片调和禁闭和熵的影响。水填充的电解质纳米结构的其他例子，最终讨论，在澄清在低温下的水传输的条件的上下文中。
2013-12-17 cond-mat.soft
Structural and Dynamical Crossovers in Dense Electrolytes
Korea Institute of Energy Technology (KENTECH)（韩国能源技术研究院）；Jeju National University（济州国立大学）；Pusan National University（釜山国立大学）
研究通过分子动力学模拟揭示了高浓度电解质中结构与动力学相变的机制，发现离子-溶剂耦合对屏蔽和动力学行为有显著影响。
2026-01-16 cond-mat.soft physics.chem-ph
Effect of Salt Concentration on Dielectric Properties of Li-Ion Conducting Blend Polymer Electrolytes
本文研究了溶液浇铸法制备的共混固体聚合物电解质（PEO PAN）中盐浓度（LiPF6）对电解质输运性能和离子动力学的影响。傅里叶变换红外（FTIR）光谱证实了微观相互作用的存在，如聚合物离子和离子离子相互作用证明了阴离子拉伸模式的峰面积的变化。FTIR分析得到的游离阴离子和离子对的分数表明，两者都影响不同的盐浓度的离子电导率。分析并拟合了室温下整个频率范围（1 Hz至1 MHz）内的复介电常数、介电损耗、复电导率。盐的加入增大了介电常数，损耗角正切图中弛豫峰向高频移动，表明弛豫时间缩短。我们实现了固体锂离子导电膜的Sigma表示sigma双撇与sigma撇，这提供了更好的洞察力，以了解在较低频率窗口中的Cole Cole图中的分散区域。介电强度、弛豫时间和跳跃频率与电导率之间存在相关性，这说明了结果的真实性。最后，提出了离子迁移机理，以便更好地理解离子在聚合物基体中的迁移。
2018-08-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Understanding correlation effects for ion conduction in polymer electrolytes
由于阳离子和阴离子之间存在相关效应，聚合物电解质通常表现出降低的离子电导率。在显微镜下，瞬时离子聚集体，例如{ \it离子对}、{ \it离子三联体}或更高阶离子簇，产生离子相关性。采用{ \it全原子}模拟的模型聚合物电解质包括聚（环氧乙烷）和碘化锂，离子的相关性进行了探讨，通过建设的基本功能之间的离子物种，定性地解释了这些相关性的时空性质。此外，从描述离子的集体扩散率的精确的类爱因斯坦方程开始，根据离子的平均扩散率（即自项）和来自不同离子对的相关性，引入几个唯象参数来跟踪简化过程，最终归结为最近由Stolwijk-Obeidi（SO）[N. A. Stolwijk和S. Obeidi，Phys. Rev. Lett. 93，125901，2004]。近似参数，这可以从模拟中检索，点的必要性，以充分描述的相关性的影响，除了仅仅是离子对的分数，这显然占的相关性起源于只有最近的邻居结构的相关性。这些参数接近但不完全是SO模型中假设的1。最后，作为扩展SO模型的应用，人们能够估计自由和非自由离子的动态以及它们的分数从单粒子扩散率和离子的集体扩散率的知识。
2008-04-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Effect of Succinonitrile on Ion Transport in PEO-based Lithium Ion Battery Electrolytes
采用分子动力学模拟研究了聚氧化乙烯（PEO）和二（三氟甲烷）磺酰胺锂（LiTFSI）盐组成的丁二腈（SN）固体聚合物电解质的离子输运机理。我们研究了温度和SN负载量对PEO-LiTFSI电解质中离子输运和弛豫现象的影响。据观察，SN增加PEO基固体聚合物电解质中的离子扩散率，并使它们适合于电池应用。有趣的是，TFSI离子的扩散系数在整个温度和负载范围内比锂离子的扩散系数高一个数量级。通过分析不同的弛豫时间尺度和研究SN负载系统中的基本输运机制，我们发现TFSI离子的扩散率与Li-TFSI离子对弛豫时间尺度具有良好的相关性。相比之下，我们的模拟预测不同的运输机制，锂离子在SN负载的PEO-LiTFSI电解质。解释，锂离子的扩散率不能唯一地由离子对弛豫时间尺度确定，但另外取决于聚合物链段动力学。另一方面，在给定的温度下的SN负载诱导的扩散系数不相关的离子对弛豫时间尺度或聚合物的节段弛豫时间尺度。
2022-05-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Transport in polymer-gel composites: Theoretical methodology and response to an electric field
本文提出了电迁移、扩散和对流传输聚合物-凝胶复合材料的理论模型。体属性来自标准电动力学模型与嵌入在电解质饱和Brinkman介质中的不可穿透的带电球体。由于微结构可以仔细控制，这些材料是有前途的候选人，增强凝胶电泳，化学传感，药物输送和微流体泵送技术。该方法为静电势、浓度和压力梯度引起平衡扰动的情况提供了“精确”解决办法。虽然夹杂物的体积分数应该很小，但麦克斯韦著名的传导理论表明，该理论在中等体积分数下也可能是准确的。在这项工作中，该模型被用来计算离子通量，电流密度和对流引起的外加电场。电场诱导（电渗透）流是一个敏感的指标，包括zeta电位和大小，电解质浓度，达西渗透性的凝胶，而电导率增量是最经常独立的聚合物凝胶，是不太敏感的颗粒和电解质的特性。
2006-01-13 cond-mat.soft
SAXS/WAXS/DSC Study of Temperature Evolution in Nanopolymer Electrolyte
作为纳米结构材料的电解质对于电池或其他类型的电子设备非常有吸引力。以PEO和ZnCl 2为原料，添加纳米TiO 2颗粒，制备了（PEO）8 ZnCl 2聚合物电解质和（PEO）8 ZnCl 2/TiO 2纳米复合材料。在同步加速器ELETTRA上，采用小角X射线散射（SAXS）、广角X射线散射（WAXS）和差示扫描量热法（DSC）研究了TiO 2纳米颗粒的影响。它是由以前的阻抗谱（IS）表明，纳米复合聚合物电解质的室温电导率增加超过2倍以上，高于65 ℃，相对于纯的PEO和盐的复合物。的SAXS/DSC测量产生洞察的电解质颗粒的温度依赖性的变化，以及由于不同的加热和冷却速率的差异。通过WAXS同时测量，揭示了纳米尺寸颗粒的晶体结构和熔化和结晶温度。
2008-09-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A neural density functional for polymer electrolytes with exact structure and transferable Coulomb coupling
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Suzhou Institute for Advanced Research, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学苏州高等研究院）；Suzhou Big Data & AI Research and Engineering Center（苏州大数据与人工智能研究与工程中心）
该研究开发了一种保结构神经密度泛函，可准确预测聚合物电解质的离子结构与响应，具备空间可迁移性，性能优于同类架构。
2026-10-26 cond-mat.soft cs.LG cs.NA
Ion Conductivity and Correlations in Model Salt-Doped Polymers: Effects of Interaction Strength and Concentration
与仅基于扩散常数计算的理想电导率相比，相关的阴离子和阳离子运动可以显著降低电解质中的总离子电导率。使用粗粒度的分子动力学模拟，我们计算的电导率和不相关的离子运动的程度在盐掺杂的均聚物和嵌段共聚物作为浓度和相互作用强度的函数。在外加电场下从离子迁移率计算电导率与平衡模拟中波动耗散关系的典型使用相比增加了准确性。在典型的电解质中，通常预期阳离子-阴离子运动的相关性在低离子浓度下降低。然而，对于这些具有强离子-聚合物和离子-离子相互作用的聚合物电解质，我们发现当其他变量保持恒定时，相关性在较低浓度下增加。我们发现，这种现象是有关在低浓度下，而不是静态的空间状态的离子聚集或自由离子的分数较慢的离子簇弛豫速率。
2020-01-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Revealing the hidden dynamics of confined water in acrylate polymers: Insights from hydrogen-bond lifetime analysis
本研究通过分子动力学模拟探究三种聚（甲基）丙烯酸酯中受限水的氢键动力学，发现含水量降低会减慢氢键动力学，且不同聚合物官能团会导致水分子氢键断裂后的扩散行为存在差异，深化了对聚合物官能团影响氢键动力学的认知。
2023-04-21 cond-mat.soft physics.chem-ph
Reversible Ionic Aggregation Kinetics in Concentrated Electrolytes
John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, Harvard University（哈佛大学工程与应用科学学院）；Department of Materials, University of Oxford（牛津大学材料系）
本文提出了一种用于浓电解质中可逆离子聚集动力学的理论框架，通过求解开放/占据的结合位点宏观速率方程，揭示了电解质中离子结合在条件变化时的行为，展示了多时间尺度特性。
2026-05-01 cond-mat.soft
Ion Transport Mechanisms in Pectin-containing EC-LiTFSI Electrolytes
本研究通过全原子分子动力学模拟，探究含不同质量分数果胶的EC-LiTFSI固态聚合物电解质的离子输运机制，揭示了果胶对离子配位、聚集体形成及输运参数的影响规律。
2023-05-03 cond-mat.soft
Control of Ionic Mobility via Charge Size Asymmetry in Random Ionomers
固体聚合物电解质由于其良好的机械性能和优异的热稳定性和化学稳定性而被认为是能量存储应用中传统液体电解质的有前途的替代品。然而，在理解固体聚合物电解质中的离子传输机制和改善离子传输方面仍然存在差距。因此，至关重要的是要弥合组成-结构和结构-性能之间的关系。在这里，我们证明了尺寸不对称性，$λ$，由电荷的单体尺寸的比例表示，在纳米结构和离子动力学中起着关键作用。更具体地，当纳米结构被外部电场改性使得迁移率不能由线性响应理论描述时，出现两种情况。在弱静电（高介电常数）状态下，离子迁移率随着$λ$减小（小抗衡离子）而增加。而在具有强静电相互作用的体系中，具有更高尺寸对称性的离聚物（$λ\approx 1$）显示出更高的离子迁移率。此外，离子传输被发现是由离子的跳跃，而不是由移动的离子簇（也被称为“车辆”的电荷传输）占主导地位。这些结果为设计用于离子传输相关应用的含离子聚合物提供了指导。
2019-07-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Living Helices in Fluctuating Polymer Chains: Cooperative Nucleation, Dynamics, and Lifetime
Indian Institute of Science, Bengaluru（印度科学学院）
通过粗粒化统计力学理论和三态合作模型，研究聚合物链中瞬态螺旋段的成核、动态演化及寿命，揭示其由合作增益与非线性惩罚竞争决定的有限尺寸稳定性。
2026-05-29 cond-mat.soft
Are Room Temperature Ionic Liquids Dilute Electrolytes?
理解离子液体结构的一个重要问题是离子是否真正是“自由的”和可移动的，这将对应于浓缩的离子熔体，或者更确切地说是“结合”在离子对中，即具有小浓度的自由离子的离子对的液体。最近来自不同团体的表面力平衡实验对这个问题给出了相互矛盾的答案。提出了一个简单的离子液体中离子配对热力学和动力学模型。我们的模型考虑到屏蔽离子离子，偶极偶极和偶极离子相互作用的平均场限制。这个模型的结果表明，几乎三分之二的离子是免费的，在任何时刻，和离子对有一个短的寿命可比的特征时间尺度的扩散。这些结果表明，有没有特别的热力学或动力学偏好的离子居住在对。因此，我们得出结论，离子液体是浓缩的，而不是稀释，电解质。
2014-12-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Salt effects on the mechanical properties of ionic conductive polymer: a molecular dynamics study
本研究通过分子动力学模拟，探究盐浓度对聚环氧乙烷-LiTFSI离子导电聚合物力学性能的影响，发现中间盐浓度可实现高离子电导率、高杨氏模量和短弹性恢复时间，为自修复粘结剂研究奠定基础。
2023-11-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Proton channels
Nafion是一种聚合物电解质膜，用于某些燃料电池，其结构在近几十年来一直备受争议。现在，一个新提出的模型揭示了纳米级的排列，可以解释这种材料优异的传输特性。
2008-07-22 cond-mat.soft
Electric-field-induced displacement of a charged spherical colloid embedded in an elastic Brinkman medium
当将电场施加到嵌入有带电胶体颗粒的电解质饱和的聚合物凝胶时，必须由水凝胶施加在每个颗粒上的力反映了电应力、流体动力学应力和弹性应力的微妙平衡。本文研究了嵌入不带电水凝胶中的单个带电球形包体的位移。我们提出了耦合电动运输和弹性变形方程的数值精确解，其中凝胶被视为不可压缩的，弹性Brinkman介质。这个模型问题演示了位移如何取决于颗粒大小和电荷，电解质离子强度和聚合物骨架的杨氏模量。当德拜长度比粒子半径小得多时，数值计算部分地用有效的分析（边界层）理论进行了验证。此外，我们确定了一个紧密的联系时，胶体固定在凝胶和它的速度时，分散在牛顿电解质的位移。最后，我们描述了一个实验，纳米级的位移可能会被准确地测量使用后焦平面干涉。这样的实验的目的是探测水凝胶复合材料的物理化学和流变学特性，可能在凝胶化过程中。
2007-07-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A molecular perspective on coordination, screening, and emergent length scales in lithium electrolytes
Univ. Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；CEA（法国原子能和替代能源委员会）；IRIG-MEM-LSim；Univ. Savoie Mont Blanc（萨瓦蒙布朗大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Grenoble INP（格勒诺布尔国立理工学院）；LEPMI；CEA, LITEN（CEA-LITEN）；Laboratory of Physical Chemistry, Department of Chemistry, University of Ioannina（约阿尼纳大学化学系物理化学实验室）
本文通过分子视角提出统一的多尺度框架，揭示高浓度下锂电解质中配位、离子成对、聚集及集体动力学的耦合机制，强调需同时调控短程配位、介观组织和集体静电响应。
2026-07-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
How to make a giant bubble
使用肥皂、水和长链聚合物的混合物，可以形成体积接近100 m2 $^3$的自由漂浮的肥皂泡。在这里，我们调查如何创建和维持这种薄膜随着时间的推移。我们展示了拉伸流变学如何是产生气泡的最重要因素，以及溶剂化聚合物分子量的多分散性如何在较低浓度下导致更好的性能。此外，使用红外吸收，我们测量肥皂膜厚度分布和膜寿命。虽然初始厚度主要取决于洗涤剂的选择，但是聚合物可以在高分子量和高浓度下显著增加膜寿命，尽管这样的高浓度可以抑制初始膜形成。因此，用于制造巨大气泡的聚合物添加剂的理想浓度需要在拉伸期间具有稳健的粘弹性流变性，并且在重力排水和蒸发期间具有长的膜寿命。
2019-11-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Rouse Mode Analysis of Chain Relaxation in Reversibly Crosslinked Polymer Melts
本文通过混合MD/MC模拟研究可逆交联聚合物熔体的链弛豫，发现键寿命长短决定链呈现单一或双弛豫模式，并指出短链效应导致慢模式偏离粘性Rouse模型预测。
2025-02-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Specific Salt Effects on Thermophoresis of Charged Colloids
我们研究了带电聚苯乙烯颗粒的Soret效应作为温度和电解质组成的函数。作为一个主要的结果，我们发现，Soret系数是由电荷效应，和非离子的贡献很小。鉴于众所周知的双电层相互作用，我们的热场流分馏数据导致我们的结论，Soret效应起源于在很大程度上从盐梯度中的扩散电泳和电解质Seebeck效应，这两者都表现出很强的特定离子效应。此外，我们发现，热泳的聚苯乙烯珠是从根本上不同于蛋白质和聚合物水溶液，这表现出很强的非离子的贡献。
2014-01-28 cond-mat.soft
Bayesian sparse modeling for interpretable prediction of hydroxide ion conductivity in anion-conductive polymer membranes
本研究利用贝叶斯稀疏建模，基于共聚物组成计算亲水/疏水单元关键元素，识别出预测阴离子导电聚合物膜氢氧根离子电导率的关键特征。
2025-05-25 cond-mat.soft stat.AP stat.ML
Immersed boundary method for dynamic simulation of polarizable colloids of arbitrary shape in explicit ion electrolytes
提出一种GPU加速的谱精度particle-mesh-Ewald浸入边界方法，模拟显式离子电解质中任意形状可极化胶体的极化、受力与动力学。
2024-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
A Reversible Structural Phase Transition by Electrochemical Ion Injection into a Conjugated Polymer
我们发现共轭聚合物在电化学氧化和离子注入过程中可以发生可逆的结构相变。本文研究了聚[2，5-双（噻吩基）-1，4-双（2-（2-（2-甲氧基乙氧基）乙氧基）苯]（PB 2 T-TEG），一种具有乙二醇化侧链的共轭聚合物。使用掠入射广角X-射线散射（GIWAXS），我们表明，与以前已知的聚合物相比，这种聚合物在两个结构不同的结晶相之间切换与电化学氧化/还原在水性电解质。重要的是，我们表明，这种独特的相变行为具有重要的物理后果的离子传输。值得注意的是，使用移动前沿实验可视化的光学显微镜和超分辨率光诱导力显微镜（PiFM），我们表明，在PB 2 T-TEG的传播离子前沿表现出非菲克传输，保留一个尖锐的台阶边缘轮廓，形成鲜明对比的菲克扩散更常见。这种结构相变使人联想到在无机材料如LiFePO $_{4}$中伴随离子吸收的那些。我们建议，在未来的共轭聚合物工程类似的性能，使实现新材料具有优异的性能，在电化学能量存储或神经形态记忆应用。
2019-10-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.app-ph
