高分子電解質英文解釋翻譯、高分子電解質的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 polyelectrolyte; polymer electrolyte

分詞翻譯：

高分子的英語翻譯：

high polymer; macromolecule
【化】 macromolecule; polymer

電解質的英語翻譯：

electrolyte
【化】 electrolyte
【醫】 electrolyte

專業解析

高分子電解質（Macromolecular Electrolyte/Polyelectrolyte）是指分子鍊上帶有可電離基團的高分子化合物，溶解或熔融時能離解成帶電聚離子和反離子。這類物質同時具備高分子鍊的結構特性與電解質的電荷特性，其行為受靜電作用與分子構象的共同影響。

一、核心定義與特性

化學結構
高分子電解質由重複單元構成，部分單元含離子基團（如磺酸基、羧基、季铵基）。在水中電離後，主鍊形成聚離子（如聚陰離子或聚陽離子），反離子（如Na⁺、Cl⁻）分散于溶液中。

來源：中國化學會《高分子科學術語》
獨特性質
- 電導性：溶液可傳導電流，電導率隨濃度先增後降（反離子屏蔽效應）。
- 粘度行為：分子鍊因靜電排斥伸展，溶液粘度顯著高于非離子型高分子。
- 響應性：pH、離子強度變化可觸發鍊構象轉變（如聚丙烯酸的卷曲-伸展轉變）。

二、分類與實例

類型	代表物質	電離基團	應用領域
聚陰離子	聚苯乙烯磺酸鈉 (PSS)	-SO₃⁻	水處理、藥物載體
聚陽離子	聚二烯丙基二甲基氯化铵	-N⁺(CH₃)₃	絮凝劑、基因傳遞
兩性電解質	明膠	-COOH 與 -NH₃⁺	生物材料、電泳介質

三、關鍵作用機制

反離子氛（Counterion Cloud）
反離子圍繞聚離子形成動态屏蔽層，影響鍊柔性與擴散速率。離解度α服從 Manning 理論：

$$ alpha sim e^{-frac{xi}{k_B T}} $$ 其中ξ為電荷密度參數。
Donnan平衡
半透膜兩側離子分布受聚離子固定電荷調控，用于解釋膜電勢與滲透壓現象。

四、應用領域

能源器件
- 燃料電池：全氟磺酸樹脂（如Nafion™）作質子交換膜，傳導H⁺。
- 锂電池：聚環氧乙烷-锂鹽複合物為固态電解質。
生物醫學
- 藥物控釋：殼聚糖/海藻酸鈉聚電解質微囊響應pH釋放藥物。
- 組織工程：透明質酸凝膠模拟細胞外基質。
環境工程
聚丙烯酰胺衍生物用于污水絮凝，吸附重金屬離子。

五、權威參考文獻

基礎理論
- Oosawa, F. Polyelectrolytes. Marcel Dekker, 1971.
- Dobrynin, A.V. Theory of Polyelectrolytes. ACS Publications
應用研究
- 何炳林等. 《離子交換與吸附樹脂》. 上海科技教育出版社.
- National Institutes of Health. Polyelectrolytes in Biomedicine. NIH Report

注：以上鍊接為示例性來源，實際引用時需替換為最新權威文獻的直接鍊接。

網絡擴展解釋

高分子電解質（又稱聚電解質）是指在高分子鍊上帶有可電離基團的一類功能性聚合物，其溶解或熔融狀态下可離解生成帶電離子，從而具備導電性或其他特殊功能。以下從定義、結構特性、分類、性質及應用等方面進行詳細解釋：

1.定義與基本特性

高分子電解質是由線型或支化結構的高分子構成，其重複單元中含有可電離的基團（如磺酸基、羧酸基等）。這類物質在水或高介電常數溶劑中會離解，釋放出低分子離子（如H⁺、Na⁺等），而高分子鍊本身成為帶有相反電荷的聚離子（如聚陰離子或聚陽離子），同時伴隨抗衡離子的存在（如Cl⁻等）。

2.結構特點

主鍊與電離基團：高分子電解質的主鍊通常含氧、硫等元素及芳族碳環（如、3提到的燃料電池用材料），電離基團直接鍵合在芳環或側鍊上，影響其導電性和穩定性。
溶解行為：在極性溶劑中電離後形成“聚離子-抗衡離子”體系，例如在水中可離解為帶電荷的高分子鍊和遊離的反離子。

3.分類

根據電離能力和應用場景，高分子電解質可分為：

強電解質型：幾乎完全電離（如全氟磺酸樹脂，用于燃料電池隔膜）。
弱電解質型：部分電離（如含羧酸基的天然聚電解質）。
體型與線型：體型多為不溶性材料（如離子交換樹脂），線型則多用于溶液環境。

4.性質與應用

電化學性能：作為質子導體應用于燃料電池、锂電池等能源設備中，例如直接甲醇燃料電池中的芳族類高分子電解質可有效阻斷甲醇滲透。
物理化學功能：具有增稠、分散、絮凝等作用，廣泛用作工業助劑（如乳化劑、膠粘劑）。
生物醫學用途：部分天然聚電解質（如蛋白質衍生物）可用于藥物載體或生物傳感器。

5.與普通電解質的區别

普通電解質（如NaCl、H₂SO₄）為小分子化合物，而高分子電解質因分子量大且鍊狀結構，表現出獨特的溶液行為（如高黏度）和功能可設計性。

如需進一步了解具體制備技術或某類高分子電解質的詳細參數，可參考學術文獻或專業材料數據庫。