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Direct Comparison of Atomistic Molecular Dynamics Simulations and X-ray Scattering of Polymerized Ionic Liquids

机译：原子离子动力学模拟与聚合离子液体的X射线散射的直接比较

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The design of solid-state electrolytes for electrochemical applications that utilize polymerized ionic liquids (polylLs) would greatly benefit from a molecular-level understanding of structure function relationships. We herein use atomistic molecular dynamics simulations to investigate the structural properties of a homologous series of poly(n-alkyl-vinylimidzolium bistrifluoromethylsulfonylimide) poly(nVim Tf2N) and present the first direct comparison of the structure factors obtained from X-ray scattering and simulations. Excellent agreement is found in terms of peak position and shape. The backbone-to-backbone correlation length increases at a rate of 1 angstrom/CH2. The longer alkyl chains lead to the longer backbone-to-backbone separation and the larger nonpolar nanodomains. This quantitative comparison of atomistic simulations to X-ray scattering will lead to a fundamental understanding in structure and morphology of polylLs and pave a path forward toward the rational design of future polylLs for electrochemical devices.
机译：利用聚合的离子液体（polylLs）的用于电化学应用的固态电解质的设计将大大受益于分子水平对结构功能关系的理解。我们在本文中使用原子分子动力学模拟来研究聚（n-烷基-乙烯基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺）聚（nVim Tf2N）的同源系列的结构性质，并提出从X射线散射和模拟获得的结构因子的首次直接比较。在峰的位置和形状方面发现了极好的一致性。骨干与骨干的相关长度以1埃/ CH2的速率增加。较长的烷基链导致较长的主链与主链之间的分离以及较大的非极性纳米域。原子模拟与X射线散射的定量比较将导致人们对聚合物的结构和形态有一个基本的了解，并为合理设计未来用于电化学装置的聚合物提供了一条道路。

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