Correlation between macroscopic sug

Correlation between macroscopic sugar transfer and nanoscale interactions in cation exchange membranes
Previous experimental work has shown that the transfer of organic solutes through ion-exchange membranes depends on the membrane counter-ion and that this dependence is probably linked to the interactions taking place at the nanoscale inside the membrane matrix. In this paper, a computational approach is carried out, combining quantum mechanics and molecular mechanics to determine the interactions occurring at the nanoscale, taking a cation exchange membrane as example. Building blocks are first accurately studied at high level of quantum theory, before being merged in macromolecular models. The computed interactions are then compared to the experimental values of the solute flux in order to point out the nanoscale mechanisms governing the solute transfer. The computed glucose−polymer fragment interactions, related to the sugar solubility inside the membrane, are found to be almost independent from the membrane counter ion. On the contrary, significant variations of the chain−chain interaction, i.e. the interaction energies per trapped water molecule or hydrogen bonding wire connecting the polymer fragments, were observed according to the cation. Moreover, a correlation was pointed out with the experimental sugar fluxes obtained with 3 different sugars. Increasing chain−chain interactions inside the membrane was found to give decreasing sugar flux. Then this work shows that the cohesion energy between the polymer fragments fixes the dependence of the sugar flux versus the membrane counter-ion. The crucial role of the water molecules coordinating the cations is also highlighted.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ความสัมพันธ์ระหว่างน้ำตาล macroscopic โอนและ nanoscale โต้เข้า cation exchangePrevious experimental work has shown that the transfer of organic solutes through ion-exchange membranes depends on the membrane counter-ion and that this dependence is probably linked to the interactions taking place at the nanoscale inside the membrane matrix. In this paper, a computational approach is carried out, combining quantum mechanics and molecular mechanics to determine the interactions occurring at the nanoscale, taking a cation exchange membrane as example. Building blocks are first accurately studied at high level of quantum theory, before being merged in macromolecular models. The computed interactions are then compared to the experimental values of the solute flux in order to point out the nanoscale mechanisms governing the solute transfer. The computed glucose−polymer fragment interactions, related to the sugar solubility inside the membrane, are found to be almost independent from the membrane counter ion. On the contrary, significant variations of the chain−chain interaction, i.e. the interaction energies per trapped water molecule or hydrogen bonding wire connecting the polymer fragments, were observed according to the cation. Moreover, a correlation was pointed out with the experimental sugar fluxes obtained with 3 different sugars. Increasing chain−chain interactions inside the membrane was found to give decreasing sugar flux. Then this work shows that the cohesion energy between the polymer fragments fixes the dependence of the sugar flux versus the membrane counter-ion. The crucial role of the water molecules coordinating the cations is also highlighted.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ความสัมพันธ์ระหว่างการถ่ายโอนน้ำตาลเปล่าและการมีปฏิสัมพันธ์ระดับนาโนในเยื่อแลกเปลี่ยนไอออนบวกก่อนหน้าการทดลองได้แสดงให้เห็นว่าการโอนสารอินทรีย์ผ่านเยื่อแลกเปลี่ยนไอออนขึ้นอยู่กับเมมเบรนที่เคาน์เตอร์ไอออนและที่พึ่งพาอาศัยกันนี้มีการเชื่อมโยงอาจจะมีปฏิสัมพันธ์ที่เกิดขึ้นที่ระดับนาโนภายในเมทริกซ์เมมเบรน ในบทความนี้เป็นวิธีการคำนวณจะดำเนินการรวมกลศาสตร์ควอนตัโมเลกุลและกลไกในการตรวจสอบการมีปฏิสัมพันธ์ที่เกิดขึ้นในระดับนาโนพาเมมเบรนแลกเปลี่ยนประจุบวกเป็นตัวอย่าง หน่วยสร้างครั้งแรกได้รับการศึกษาอย่างถูกต้องในระดับสูงของทฤษฎีควอนตัก่อนที่จะถูกรวมอยู่ในแบบจำลองโมเลกุล ปฏิสัมพันธ์คำนวณแล้วเมื่อเทียบกับค่าการทดลองของฟลักซ์ถูกละลายเพื่อที่จะชี้ให้เห็นกลไกการถ่ายโอนการปกครองระดับนาโนตัวถูกละลาย ปฏิสัมพันธ์ส่วนกลูโคสโพลิเมอร์คำนวณที่เกี่ยวข้องกับการละลายน้ำตาลภายในเมมเบรนจะพบว่ามีเกือบจะเป็นอิสระจากไอออนเคาน์เตอร์เมมเบรน ในทางตรงกันข้ามการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญของการมีปฏิสัมพันธ์โซ่ห่วงโซ่เช่นพลังงานปฏิสัมพันธ์ต่อโมเลกุลของน้ำที่ติดอยู่หรือลวดไฮโดรเจนเชื่อมต่อชิ้นส่วนลิเมอร์ที่ถูกตั้งข้อสังเกตตามไอออนบวก นอกจากนี้ความสัมพันธ์ก็ชี้ให้เห็นกับน้ำตาลฟลักซ์ได้รับการทดลองมี 3 น้ำตาลที่แตกต่างกัน การเพิ่มการมีปฏิสัมพันธ์ห่วงโซ่ห่วงโซ่ภายในเมมเบรนที่พบจะให้ลดลงการไหลของน้ำตาล แล้วงานนี้แสดงให้เห็นว่าพลังงานการทำงานร่วมกันระหว่างชิ้นส่วนพอลิเมอแก้ไขการพึ่งพาอาศัยกันของฟลักซ์น้ำตาลเมื่อเทียบกับเมมเบรนที่เคาน์เตอร์ไอออนที่ บทบาทสำคัญของโมเลกุลของน้ำประสานงานไพเพอร์นอกจากนี้ยังมีการเน้น

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ความสัมพันธ์ระหว่างน้ำตาลและมีปฏิสัมพันธ์ในการแลกเปลี่ยนไอออนบวก nanoscale membranes
ก่อนหน้างานทดลองได้แสดงให้เห็นว่าการโอนของตัวถูกละลายอินทรีย์ผ่านเยื่อเมมเบรนไอออนขึ้นอยู่กับเคาน์เตอร์ไอออนและการพึ่งพานี้อาจเชื่อมโยงกับปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นที่ nanoscale ภายในเยื่อเมทริกซ์ ในกระดาษนี้วิธีการคำนวณการรวมกลศาสตร์ควอนตัมและกลศาสตร์โมเลกุลเพื่อศึกษาปฏิสัมพันธ์ที่เกิดขึ้นในนาโนสเกล , การแลกเปลี่ยนแคตไอออนเมมเบรน เป็นต้น สร้างบล็อกก่อนถูกต้องศึกษาระดับสูงของทฤษฎีควอนตัม ก่อนที่จะถูกรวมในรุ่น macromolecular .