نانومقیاس

نانومقیاس

بررسی شاخص‌های توپولوژیکی نوع سمبور در ساختارهای نانولوله‌های تیتانیا

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشگاه گلستان
2 گروه ریاضی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد استهبان
چکیده
در مدل‌های رابطه کمی ساختار-ویژگی (QSPR)، تکنیک‌های نظریه گراف برای کشف ارتباط بین خواص فیزیکی-شیمیایی ترکیبات شیمیایی و خواص ساختار مولکولی آنها استفاده می‌شود. شاخص‌های توپولوژیکی به عنوان ابزار ارزشمندی برای پیش‌بینی خواص ترکیبات شیمیایی و برای توسعه مطالعات QSPR استفاده می‌شوند. نانولوله‌های تیتانیا نقش مهمی در علم مواد دارند و کاربردهای عملی در مواد کاتالیزوری، حسگرهای گاز، دستگاه‌های زیست پزشکی و سلول‌های خورشیدی پیدا می‌کنند. در این مقاله، شاخص‌های توپولوژیکی نوع سمبور در یک کلاس نامتناهی از نانولوله‌های تیتانیا با استفاده از روش افراز یال در مدل‌سازی نظریه گراف محاسبه شد. نتایج در این مطالعه نشان می‎‌دهد که در بین شاخص‌های توپولوژیکی نوع سمبور، شاخص تغییر یافته سمبور و شاخص بیضوی سمبور به‌ترتیب کمترین و بیشترین مقدار را برای گراف مولکولی نانولوله‌های تیتانیا دارا می‌باشند. همچنین، در بین شاخص‌های ضربی سمبور در ساختار نانولوله‌های تیتانیا، کمترین و بیشترین مقدار به‌ترتیب مربوط به شاخص ضربی تغییر یافته سمبور و شاخص ضربی افزایش یافته سمبور می‌باشد. به‌علاوه، با استفاده از مدل‌سازی QSPR، قدرت پیش‌بینی شاخص‌های نوع سمبور برای خواص فیزیکی-شیمیایی هیدروکربن‌های بنزوئیدی با استفاده از مدل رگرسیون خطی بررسی شد. نتایج در این مطالعه نشان می‌دهد که شاخص معکوس سمبور بهترین شاخص برای پیش‌بینی نقطه جوش، آنتالپی تبخیر، نقطه اشتعال و حجم مولی است، در حالی‌که شاخص افزایش‌یافته سمبور بهترین پیش‌بینی کننده برای شکست مولی و قطبش‌پذیری مولکول‌های هیدروکربن‌های بنزوئیدی می‌باشد. نتایج در این مقاله، بینش‌های ارزشمندی را در مورد ویژگی‌های ساختار نانولوله‌های تیتانیا ارائه می‌دهد و به پیشرفت شاخص‌های توپولوژیکی برای پیش‌بینی رفتار سایر ترکیبات شیمیایی کمک می‌کند.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Investigating Sombor-type topological indices in Titania nanotube structures

نویسندگان English

Fateme Movahedi 1
Mohammad Hadi Akhbari 2
1 Department of mathematics, Golestan university
2 Department of Mathematics, Islamic Azad University, Estahban
چکیده English

In Quantitative Structure-Property Relationship (QSPR) models, graph-theoretical techniques are employed to explore the connections between the physicochemical properties of chemical compounds and their molecular structure properties. Topological indices serve as valuable tools for predicting the properties of chemical compounds and are used to develop QSPR studies. Titania nanotubes play a crucial role in materials science, finding practical applications in catalytic materials, gas sensors, biomedical devices, and solar cells. In this paper, we compute Sombor-type topological indices of an infinite class of titania nanotubes using the edge-partition strategy in graph theory modeling. The results of this study showed that among Sombor-type topological indices, the modified Sombor index and the elliptic Sombor index have the lowest and highest values, respectively, for the molecular graph of titania nanotubes. Also, among the multiplicative Sombor indices in the structure of titania nanotubes, the lowest and the highest values are related to the multiplicative modified Sombor index and the multiplicative increased Sombor index, respectively. Furthermore, using QSPR modeling, the predictive power of Smbor-type indices for the physico-chemical properties of benzoic hydrocarbons was investigated using a linear regression model. The results of this study showed that the inverse Sombor index is the best index for predicting boiling point, Enthalpy of vaporization, flash point and molar volume, while the increased Sombor index is the best predictor for the molar refractivity and polarizability of benzoic hydrocarbon molecules. The results of this paper, offer valuable insights into the structural characteristics of titania nanotubes and contribute to advancing topological indices for predicting the behavior of other chemical compounds.

کلیدواژه‌ها English

Topological index
Sombor index
Multiplicative Sombor index
QSPR modeling
Titania nanotubes
دوره 11، شماره 3
پاییز 1403
صفحه 58-46

  • تاریخ دریافت 22 تیر 1403
  • تاریخ بازنگری 11 شهریور 1403
  • تاریخ پذیرش 18 شهریور 1403