Elektrood-03-npt: Difference between revisions

From Intelligent Materials and Systems Lab

mNo edit summary
 
(10 intermediate revisions by the same user not shown)
Line 1: Line 1:
= System Description =
= System Description =
3% Polymer (1 chain) % EMI-BF4 (132 ion pairs) % Carbon (57 platelets)  
2.7% Polymer (1 chain) 61.7% EMI-BF4 (132 ion pairs) 35.6% Carbon (57 platelets)


= Simulation conditions =
= Simulation conditions =
Line 30: Line 30:
[[Image:40A-57C-1T-132E-npt-volume.png|320px]]
[[Image:40A-57C-1T-132E-npt-volume.png|320px]]


= Distribution of angles =
C8-C8-C8 (Teflon):
[[Image:40A-57C-1T-132E-npt-ANG-C8.png|320px]]
C8-C8-C8-C8 dihedraal:
[[Image:40A-57C-1T-132E-npt-DIH-C8C8.png|320px]]
CR-NA-C1:
[[Image:40A-57C-1T-132E-npt-ANG-Nr.png|320px]]
CW-NA-C1:
[[Image:40A-57C-1T-132E-npt-ANG-Nw.png|320px]]
NA-C1-CE:
[[Image:40A-57C-1T-132E-npt-ANG-C1.png|320px]]
CR-NA-C1-CE dihedraal:
[[Image:40A-57C-1T-132E-npt-DIH-NCd.png|320px]]


= RDF =
= RDF =
Line 35: Line 51:
RDF graafikud.
RDF graafikud.
Graafikud järjekorras alt üles kujutavad ajahetki simulatsiooni jooksul 0.5 ns sammuga.
Graafikud järjekorras alt üles kujutavad ajahetki simulatsiooni jooksul 0.5 ns sammuga.
RDF graafikud.
Graafikud järjekorras alt üles kujutavad ajahetki simulatsiooni jooksul 0.5 ns sammuga.
B-C8 (anioon-Teflon):
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-RDF-B-C8.png|320px]]
F-F8 (anioon-Teflon):
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-RDF-F-F8.png|320px]]
B-C (anioon-grafiit):
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-RDF-B-C.png|320px]]
F-C (anioon-grafiit):
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-RDF-F-C.png|320px]]
B-N (anioon-katioon):
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-RDF-B-NA.png|320px]]
F-H1 (anioon-katioon):
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-RDF-F-H1.png|320px]]
C8-C (Teflon-grafiit):
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-RDF-C8-C.png|320px]]
F8-C (Teflon-grafiit):
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-RDF-F8-C.png|320px]]
H1-C (katioon-grafiit):
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-RDF-H1-C.png|320px]]
N-C (katioon-grafiit):
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-RDF-NA-C.png|320px]]
H1-F8 (katioon-Teflon):
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-RDF-H1-F8.png|320px]]
N-C8 (katioon-Teflon):
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-RDF-NA-C8.png|320px]]
C-C (grafiit-grafiit):
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-RDF-C-C.png|320px]]
C8-C8 (Teflon-Teflon):
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-RDF-C8-C8.png|320px]]
B-B (anioon-anioon):
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-RDF-B-B.png|320px]]
N-N (katioon-katioon):
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-RDF-NA-NA.png|320px]]
N-C1 (katioon-katioon):
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-RDF-NA-C1.png|320px]]
N-CE (katioon-katioon):
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-RDF-NA-CE.png|320px]]
RDF graafikud simulatsiooni lõpust:
B-CW (anioon-katioon):
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-RDF-B-CW.png|320px]]
B-CR (anioon-katioon):
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-RDF-B-CR.png|320px]]
B-C1 (anioon-katioon):
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-RDF-B-C1.png|320px]]
B-CE (anioon-katioon):
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-RDF-B-CE.png|320px]]


B-C8 (anioon-Teflon):
B-C8 (anioon-Teflon):
Line 155: Line 109:
[[Image:40A-57C-1T-132E-npt-RDF-B-CE.png|320px]]
[[Image:40A-57C-1T-132E-npt-RDF-B-CE.png|320px]]


== Coordination sphere radii ==
X is the mass center of the N-C-N-C-C ring of the cation.


TODO
X-B (cation-anion):
[[Image:elektrood-1x1-npt-RDF-X-B.png|320px]]
X-F (cation-anion):
[[Image:elektrood-1x1-npt-RDF-X-F.png|320px]]


= MSD =
B-C1 (anion-cation):
[[Image:elektrood-1x1-npt-RDF-B-C1.png|320px]]
X-C (cation-carbon):
[[Image:elektrood-1x1-npt-RDF-X-C.png|320px]]


MSD:
B-C (anion-carbon):
[[Image:elektrood-1x1-npt-RDF-B-C.png|320px]]
B-C8 (anion-Teflon):
[[Image:elektrood-1x1-npt-RDF-B-C8.png|320px]]


MSD Arvutamiseks lõikasin HISTORY faili 1ns pikkusteks juppideks
== Coordination sphere radii ==
ja arvutasin iga jupi MSD eelmistest sõltumatult.
 
C (grafiit):
[[Image:40A-57C-1T-132E-npt-MSD-C.png|320px]]
C8 (Teflon):
[[Image:40A-57C-1T-132E-npt-MSD-C8.png|320px]]
 
N (katioon):
[[Image:40A-57C-1T-132E-npt-MSD-NA.png|320px]]
B (anioon):
[[Image:40A-57C-1T-132E-npt-MSD-B.png|320px]]
 
== Diffusion coefficent ==


TODO
TODO


= Coordination time evolution plots =
= MSD =
 
== Coordination lifetime ==
 
= Typical clusters =
 
== XYZ file ==
 
 
 
Nurkade jaotus:
 
C8-C8-C8 (Teflon):
[[Image:40A-57C-1T-132E-npt-ANG-C8.png|320px]]
C8-C8-C8-C8 dihedraal:
[[Image:40A-57C-1T-132E-npt-DIH-C8C8.png|320px]]
 
CR-NA-C1:
[[Image:40A-57C-1T-132E-npt-ANG-Nr.png|320px]]
CW-NA-C1:
[[Image:40A-57C-1T-132E-npt-ANG-Nw.png|320px]]
 
NA-C1-CE:
[[Image:40A-57C-1T-132E-npt-ANG-C1.png|320px]]
CR-NA-C1-CE dihedraal:
[[Image:40A-57C-1T-132E-npt-DIH-NCd.png|320px]]
 
NPT Simulatsioon 40Å boksis '''52''' lehekesest grafiidist, '''2''' jupist Teflonist (20 lüli kummaski) ja '''132''' ioonpaarist EMI+BF4 10 ns jooksul. Teflonit on massi järgi 6%:
 
koguenergia:
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-engcns.png|320px]]
Konfiguratsioonienergia:
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-engcfg.png|320px]]
 
Sidemeenergia:
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-engbnd.png|320px]]
Nurgaenergia:
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-engang.png|320px]]
 
Dihedraalienergia:
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-engdih.png|320px]]
Coulombi energia:
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-engcpe.png|320px]]
 
Temperatuur:
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-temp.png|320px]]
Ruumala:
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-volume.png|320px]]
 


 
MSD was calculated from the last 2 ns of each simulation.
MSD:


C (grafiit):
C (grafiit):
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-MSD-C.png|320px]]
[[Image:elektrood-1x1-npt-MSD-C.png|320px]]
C8 (Teflon):
C8 (Teflon):
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-MSD-C8.png|320px]]
[[Image:elektrood-1x1-npt-MSD-C8.png|320px]]


N (katioon):
CR (katioon):
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-MSD-NA.png|320px]]
[[Image:elektrood-1x1-npt-MSD-CR.png|320px]]
B (anioon):
B (anioon):
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-MSD-B.png|320px]]
[[Image:elektrood-1x1-npt-MSD-B.png|320px]]


Nurkade jaotus:
== Diffusion coefficent ==
 
C8-C8-C8 (Teflon):
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-ANG-C8.png|320px]]
C8-C8-C8-C8 dihedraal:
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-DIH-C8C8.png|320px]]
 
CR-NA-C1:
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-ANG-Nr.png|320px]]
CW-NA-C1:
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-ANG-Nw.png|320px]]
 
NA-C1-CE:
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-ANG-C1.png|320px]]
CR-NA-C1-CE dihedraal:
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-DIH-NCd.png|320px]]
 
''' Difusioonikoefitsendid '''


<s>
Difusioonikoefitsentide arvutamiseks võtsin kolm viimast ühe nanosekundi pikkust MSD-graafikut ja arvutasin keskmise nende keskmiste sirgete osade tõusudest.
Difusioonikoefitsentide arvutamiseks võtsin kolm viimast ühe nanosekundi pikkust MSD-graafikut ja arvutasin keskmise nende keskmiste sirgete osade tõusudest.


'' BF4 difusioonikoefitsent (arvutatud booriaatomi järgi): ''
BF4 difusioonikoefitsent (arvutatud booriaatomi järgi): D=6.473e-9 cm^2/s


Koos 3% Tefloniga: D=6.473e-9 cm^2/s
EMI difusioonikoefitsent (arvutatud lämmastikuaatomite järgi): D=3.250e-8 cm^2/s.</s>


Koos 6% Tefloniga: D=8.306e-9 cm^2/s
= Coordination time evolution plots =
 
'' EMI difusioonikoefitsent (arvutatud lämmastikuaatomite järgi): ''
 
Koos 3% Tefloniga: D=3.250e-8 cm^2/s.
 
Koos 6% Tefloniga: D=4.793e-8 cm^2/s.
 
''' Struktuuri kirjeldus '''
 
Ioonvedelik täidavad simulatsiooniboksi servast servani. Ioonvedeliku sees on mõned suured enam-vähem ümmargused gradiidi klastrid. Tefloniahel(ad) on ioonvedeliku sees grafiidist eemal.
Kõik EMI-BF ioonid moodustavad ühe suure klastri, paardumata ioone pole.
 
 
== Ioonide koordineerimise eluiga ==


Koordinatsiooni ajalise evolutsiooni graafikute arvutamisel loeti NA aatomi (EMI-iooni lämmastikuaatom) ümber koordinatsioonisfääri raadiuseks 5.7Å. Iga graafik kujutab ühe BF4-iooni
Koordinatsiooni ajalise evolutsiooni graafikute arvutamisel loeti NA aatomi (EMI-iooni lämmastikuaatom) ümber koordinatsioonisfääri raadiuseks 5.7Å. Iga graafik kujutab ühe BF4-iooni
Line 310: Line 181:
[[Image:40A-57C-1T-132E-npt-evo-BN-70.png|320px]]
[[Image:40A-57C-1T-132E-npt-evo-BN-70.png|320px]]


''' XYZ-failid '''
== Coordination lifetime ==
 
TODO
 
= Typical clusters =
 
Ioonvedelik täidavad simulatsiooniboksi servast servani. Ioonvedeliku sees on mõned suured enam-vähem ümmargused gradiidi klastrid. Tefloniahel(ad) on ioonvedeliku sees grafiidist eemal.
Kõik EMI-BF ioonid moodustavad ühe suure klastri, paardumata ioone pole.
 
TODO pildid
 
== XYZ file ==


[[Image:40A-57C-1T-132E-npt-final.xyz]]
[[Image:40A-57C-1T-132E-npt-final.xyz]]
[[Image:40A-52C-2T-132E-npt-final.xyz]]

Latest revision as of 10:21, 22 May 2009

System Description

2.7% Polymer (1 chain) 61.7% EMI-BF4 (132 ion pairs) 35.6% Carbon (57 platelets)

Simulation conditions

NPT Simulation in a 40Å^3 box. No electric field applied. Length: 10ns.

Simulation statistics

koguenergia: 40A-57C-1T-132E-npt-engcns.png Konfiguratsioonienergia: 40A-57C-1T-132E-npt-engcfg.png

Sidemeenergia: 40A-57C-1T-132E-npt-engbnd.png Nurgaenergia: 40A-57C-1T-132E-npt-engang.png

Dihedraalienergia: 40A-57C-1T-132E-npt-engdih.png Coulombi energia: 40A-57C-1T-132E-npt-engcpe.png

Temperatuur: 40A-57C-1T-132E-npt-temp.png Ruumala: 40A-57C-1T-132E-npt-volume.png

Distribution of angles

C8-C8-C8 (Teflon): 40A-57C-1T-132E-npt-ANG-C8.png C8-C8-C8-C8 dihedraal: 40A-57C-1T-132E-npt-DIH-C8C8.png

CR-NA-C1: 40A-57C-1T-132E-npt-ANG-Nr.png CW-NA-C1: 40A-57C-1T-132E-npt-ANG-Nw.png

NA-C1-CE: 40A-57C-1T-132E-npt-ANG-C1.png CR-NA-C1-CE dihedraal: 40A-57C-1T-132E-npt-DIH-NCd.png

RDF

RDF graafikud. Graafikud järjekorras alt üles kujutavad ajahetki simulatsiooni jooksul 0.5 ns sammuga.

B-C8 (anioon-Teflon): 40A-57C-1T-132E-npt-RDF-B-C8.png F-F8 (anioon-Teflon): 40A-57C-1T-132E-npt-RDF-F-F8.png

B-C (anioon-grafiit): 40A-57C-1T-132E-npt-RDF-B-C.png F-C (anioon-grafiit): 40A-57C-1T-132E-npt-RDF-F-C.png

B-N (anioon-katioon): 40A-57C-1T-132E-npt-RDF-B-NA.png F-H1 (anioon-katioon): 40A-57C-1T-132E-npt-RDF-F-H1.png

C8-C (Teflon-grafiit): 40A-57C-1T-132E-npt-RDF-C8-C.png F8-C (Teflon-grafiit): 40A-57C-1T-132E-npt-RDF-F8-C.png

H1-C (katioon-grafiit): 40A-57C-1T-132E-npt-RDF-H1-C.png N-C (katioon-grafiit): 40A-57C-1T-132E-npt-RDF-NA-C.png

H1-F8 (katioon-Teflon): 40A-57C-1T-132E-npt-RDF-H1-F8.png N-C8 (katioon-Teflon): 40A-57C-1T-132E-npt-RDF-NA-C8.png

C-C (grafiit-grafiit): 40A-57C-1T-132E-npt-RDF-C-C.png C8-C8 (Teflon-Teflon): 40A-57C-1T-132E-npt-RDF-C8-C8.png

B-B (anioon-anioon): 40A-57C-1T-132E-npt-RDF-B-B.png N-N (katioon-katioon): 40A-57C-1T-132E-npt-RDF-NA-NA.png

N-C1 (katioon-katioon): 40A-57C-1T-132E-npt-RDF-NA-C1.png N-CE (katioon-katioon): 40A-57C-1T-132E-npt-RDF-NA-CE.png

RDF graafikud simulatsiooni lõpust:

B-CW (anioon-katioon): 40A-57C-1T-132E-npt-RDF-B-CW.png B-CR (anioon-katioon): 40A-57C-1T-132E-npt-RDF-B-CR.png

B-C1 (anioon-katioon): 40A-57C-1T-132E-npt-RDF-B-C1.png B-CE (anioon-katioon): 40A-57C-1T-132E-npt-RDF-B-CE.png

X is the mass center of the N-C-N-C-C ring of the cation.

X-B (cation-anion): Elektrood-1x1-npt-RDF-X-B.png X-F (cation-anion): Elektrood-1x1-npt-RDF-X-F.png

B-C1 (anion-cation): Elektrood-1x1-npt-RDF-B-C1.png X-C (cation-carbon): Elektrood-1x1-npt-RDF-X-C.png

B-C (anion-carbon): Elektrood-1x1-npt-RDF-B-C.png B-C8 (anion-Teflon): Elektrood-1x1-npt-RDF-B-C8.png

Coordination sphere radii

TODO

MSD

MSD was calculated from the last 2 ns of each simulation.

C (grafiit): Elektrood-1x1-npt-MSD-C.png C8 (Teflon): Elektrood-1x1-npt-MSD-C8.png

CR (katioon): Elektrood-1x1-npt-MSD-CR.png B (anioon): Elektrood-1x1-npt-MSD-B.png

Diffusion coefficent

Difusioonikoefitsentide arvutamiseks võtsin kolm viimast ühe nanosekundi pikkust MSD-graafikut ja arvutasin keskmise nende keskmiste sirgete osade tõusudest.

BF4 difusioonikoefitsent (arvutatud booriaatomi järgi): D=6.473e-9 cm^2/s

EMI difusioonikoefitsent (arvutatud lämmastikuaatomite järgi): D=3.250e-8 cm^2/s.

Coordination time evolution plots

Koordinatsiooni ajalise evolutsiooni graafikute arvutamisel loeti NA aatomi (EMI-iooni lämmastikuaatom) ümber koordinatsioonisfääri raadiuseks 5.7Å. Iga graafik kujutab ühe BF4-iooni koordineerumist kõikide EMI-ioonide lämmastikuaatomitega.

Iga viienda BF4-iooni graafikul on selgelt näha lahkumine ühe EMI-iooni juurest ja saabumine uue EMI-iooni juurde ilma hiljem tagasi pöördumata.

Näiteid koordineerimise ajalise käigu graafikutest:

40A-57C-1T-132E-npt-evo-BN-01.png 40A-57C-1T-132E-npt-evo-BN-05.png 40A-57C-1T-132E-npt-evo-BN-09.png 40A-57C-1T-132E-npt-evo-BN-13.png 40A-57C-1T-132E-npt-evo-BN-16.png 40A-57C-1T-132E-npt-evo-BN-17.png 40A-57C-1T-132E-npt-evo-BN-22.png 40A-57C-1T-132E-npt-evo-BN-23.png 40A-57C-1T-132E-npt-evo-BN-28.png 40A-57C-1T-132E-npt-evo-BN-30.png 40A-57C-1T-132E-npt-evo-BN-35.png 40A-57C-1T-132E-npt-evo-BN-40.png 40A-57C-1T-132E-npt-evo-BN-45.png 40A-57C-1T-132E-npt-evo-BN-50.png 40A-57C-1T-132E-npt-evo-BN-55.png 40A-57C-1T-132E-npt-evo-BN-60.png 40A-57C-1T-132E-npt-evo-BN-65.png 40A-57C-1T-132E-npt-evo-BN-70.png

Coordination lifetime

TODO

Typical clusters

Ioonvedelik täidavad simulatsiooniboksi servast servani. Ioonvedeliku sees on mõned suured enam-vähem ümmargused gradiidi klastrid. Tefloniahel(ad) on ioonvedeliku sees grafiidist eemal. Kõik EMI-BF ioonid moodustavad ühe suure klastri, paardumata ioone pole.

TODO pildid

XYZ file

File:40A-57C-1T-132E-npt-final.xyz