دانلود مقالات ISI درباره هدایت یونی + ترجمه فارسی

هدایت یونی(به انگلیسی: ionic conductivity) هدایت یونی بین الکترود در محلول و الکترود در پیپت اندازه‌گیری می‌شود. با نزدیک شدن پیپت به سطح نمونه، سطح مقطع مسیر یون از یک الکترود به الکترود دیگر کاهش یافته و هدایت کاهش می‌یابد. قدرت تفکیک اصولاً با اندازه دریچه تعیین می‌شود. در مقایسه با سوزن‌های پیپتی شیشه‌ای، پروب ‌های میکرو ساخت، دارای مزیت اندازه دریچه کوچک تر و پایداری بیش تری هستند. میکروسکوپ هدایت یونی روبشی از خانواده میکروسکوپ‌های پروبی روبشی است این میکروسکوپ SICM از میکرو یا نانو پیپتی استفاده می‌کند که به نمونه که در یک الکترولیت فرو برده شده است نزدیک می‌شود. با این میکروسکوپ ساختارهای ۱۰۰ نانومتری قابل مشاهده هستند و فاصله با جریان یونی کنترل می‌شود. این میکروسکوپ می‌تواند در حالت تماسی یا نوک زنی استفاده شود. در هر دو مورد، جریان یونی در طی تصویر سازی اندازه‌گیری می‌شود. اما در حالت نوک زنی قدرت تفکیک بهتری برای منافذ مشاهده شده است. کاربرد اصلی این میکروسکوپ اندازه‌گیری توزیع جریان‌های یونی از طریق منافذ در یک سطح متخلخل است. به عنوان مثال می‌توان از غشاهای هسته منفذ (nucleopre) یا غشاهای پلیمری نام برد. کاربردهای جالبی از SICM بر روی سلول‌های زنده ارائه شده است. همچنین از SICM به عنوان ابزاری برای لیتوگرافی استفاده شده است که در آن سیم‌های فلزی روی یک سطح نشانده می‌شود. از نقاط ضعف پیل های سوختی اکسید جامد (SOFC) دمای بالای فعال سازی هدایت یونی در الکترولیت آن ها است. یکی از روش هایی که به منظور کاهش این دما مورد توجه محققان قرار گرفته است، بهره گیری از دوپ هم زمان دو عنصر در اکسید سریم (سریا) و نیز اختلاط آن با یک نوع از نمک های فلزی مانند کربنات ها است. از نقاط ضعف پیل‌های سوختی اکسید جامد (SOFC) دمای بالای فعال‌سازی هدایت یونی در الکترولیت آن‌ها است. یکی از روش‌هایی که به منظور کاهش این دما مورد توجه محققان قرار گرفته است، بهره‌گیری از دوپ هم زمان دو عنصر در اکسید سریم(سریا) و نیز اختلاط آن با یک نوع از نمک‌های فلزی مانند کربنات‌ها است. مفهوم تحرک یونی: پیلی را شامل دو الکترود به فاصله یک متر از یکدیگر با سطح مقطعی برابر با A در نظر بگیرید، بطوری‌که مقداری از محلول حاوی یک اکی‌والان از الکترولیت در فضای بین این دو الکترود قرار می‌گیرد. به ازای اختلاف پتانسیل برابر با V، جریانی به شدت I از پیل عبور می‌کند. از آنجایی که رسانایی چنین پیلی همان رسانایی اکی‌والان الکترولیت موجود در آن می‌باشد، لذا V و I به طریق زیر به یکدیگر مربوط می‌شوند: I=ΛV یا I=V/R در رقت بی‌نهایت، جریان را می‌توان به عبور مستقل یونهای مثبت و منفی نسبت داد و نوشت: I=(Λ0)V=I+ + I- همچنین عبور این جریان از درون پیل می‌تواند بر حسب تفضیلات حرکات یونی در آن، مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد. از آنجا که پیل حاوی یک اکی‌والان الکترولیت است، لذا تعداد NZ+ یون مثبت و تعداد NZ- یون منفی وجود خواهد داشت. در اینجا N عدد آووگادرو است و Z+ و Z- بار الکتریکی یونهای الکترولیت را نشان می‌دهند. سرعت متوسط حرکت یونها به سوی الکترود مربوط تحت تاثیر اختلاف پتانسیل اعمال شده بین آن دو الکترود، با علامتهای V+ و V- نشان داده می شوند. اینک شدت جریان عبور کننده از مقطعی از پیل می‌تواند بر حسب این کمیتهای یونی و اختلاف پتانسیل بین دو الکترود محاسبه شود. تحرک یونهای +H و -OH یونهای +H و -OH در مقایسه با تحرک سایر یونها فوق‌العاده زیاد است، از آنجا که پروتون در آب و به صورت یون +H3O است و انتظار می‌رود که یونهای +H3O و -OH شدیدا حلالپوشیده باشند، لذا توضیح تحرک فوق‌العاده این دو یون بر مبنای اندازه آنها مسیر نیست. به نظر می‌رسد که مکانیسمی از نوع آنچه ابتدا در سال 1805 توسط "گروتهوس" در توضیح رسانایی در همه الکترولیتها پیشنهاد شد، در تفسیر تحرک فقط همین دو یون -OH و +H3O کاربرد داشته باشد. درک میزان تحرک سایر یونها در محلولهای آبی دشوارتر است. به‌عنوان مثال، حلال پوشی شدید مورد انتظار برای یون های کوچک، نظیر +Li و برای یون های با بار الکتریکی زیاد، مانند 3+Li آشکارا برخلاف بستگی مورد انتظار برای محرک یونی به اندازه و بار الکتریکی عمل می‌کند.