低共熔溶剂中的平动与重取向动力学

我们在极宽的温度和动力学范围内对典型的低共熔溶剂（DESs）甘油胆碱、乙醇胆碱和氯化胆碱-尿素进行了流变测量，范围从低黏度延伸至高黏度的过冷液体区。我们发现力学柔量谱可很好地由随机自由能势垒跳跃模型描述，而相同材料的介电谱则包含显著源于重取向动力学的贡献。揭示出非阿伦尼乌斯行为（典型玻璃化冻结特征）的温度依赖黏度和结构弛豫时间，与通过宽带介电谱测定的离子直流导电率和弛豫时间进行了比较。对于甘油胆碱和乙醇胆碱，我们发现所有动力学量具有本质相同的温度依赖性。这些发现表明这些体系中离子与分子的平动及重取向运动紧密耦合。然而，对于氯化胆碱-尿素，离子电荷传输似乎与结构和重取向动力学解耦，遵循分数Walden规则。尤其在低温下，该DES中的离子电导率相比基于黏度温度依赖性的预期增强了约一个数量级。所有三种DES的结果均可在不借助先前被视为DES中可能的电荷传输机制的旋转门机制的情况下被理解。