Here, we analyze the effect of gold-nanoparticle (AuNPs)-doping of the protic ionic liquid (IL) propyl ammonium nitrate (PAN) on some physical properties, such as density, viscosity, and ionic conductivity, in a broad temperature range. This IL was lightly doped with four different AuNPs (concentration of gold lower than 0.2 mM): Au nanospheres of about 15, 60, and 80 nm diameter and Au nanorods of about 40 nm length and 12 nm width. AuNPs were synthesized following a seed growth approach and further functionalized with O-[2-(3-mercapto propionylamino)ethyl] O′-methyl-poly(ethylene glycol) (m-PEG-SH) in order to provide stability to the IL medium. The stability of the AuNPs in PAN was characterized by UV–vis spectroscopy. The results obtained here indicate that their presence produces a strong influence on the measured transport properties of PAN, decreasing viscosity up to 25% and increasing ionic conductivity up to 10% for the smallest AuNPs. Moreover, as temperature increases, the influence of AuNPs produces a decrease in the percentage deviations for viscosity and ionic conductivity. In the case of density, the AuNP-doping produces a mainly unexpected increase only for the sample with the smallest AuNPs, that is practically constant with temperature. When we equalize the AuNP concentration for all sizes and shapes, it is observed that the smallest AuNPs give higher variations in the studied properties than the bigger ones; also, the shape of the rod has an influence on the measured results. In addition, we have applied Walden’s rule to relate the three measured magnitudes, observing that AuNP addition decreases ionicity with respect to the reference sample, which is even more when we added smaller AuNPs. Finally, we explain all data assuming cation solvation of the AuNPs, which creates a local breaking of the pseudolattice structure of the PAN. Comparison with other published data is difficult because the behavior of a nanoparticle solution strongly depends on its particular composition and no data are available, in our knowledge, of any similar mixture to those studied here.

中文翻译：

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金纳米粒子对质子离子液体硝酸丙铵传输性能的影响

在这里，我们分析了质子离子液体 (IL) 丙基硝酸铵 (PAN) 的金纳米颗粒 (AuNPs) 掺杂对宽温度范围内某些物理性质（例如密度、粘度和离子电导率）的影响。该 IL 轻掺杂四种不同的 AuNP（金浓度低于 0.2 mM）：直径约 15、60 和 80 nm 的 Au 纳米球和约 40 nm 长和 12 nm 宽的 Au 纳米棒。AuNPs是按照种子生长方法合成的，并用O- [2-(3-巯基丙酰氨基)乙基] O进一步功能化'-甲基-聚（乙二醇）（m-PEG-SH）以便为IL培养基提供稳定性。AuNPs在PAN中的稳定性通过UV-vis光谱表征。这里获得的结果表明，它们的存在对测量的 PAN 传输特性产生强烈影响，对于最小的 AuNP，粘度降低高达 25%，离子电导率增加高达 10%。此外，随着温度升高，AuNPs 的影响会导致粘度和离子电导率的百分比偏差降低。在密度的情况下，AuNP 掺杂仅对具有最小 AuNP 的样品产生主要出乎意料的增加，这实际上随温度保持不变。当我们均衡所有尺寸和形状的 AuNP 浓度时，据观察，最小的金纳米粒子比较大的金纳米粒子在研究性质上产生更大的变化；此外，杆的形状对测量结果有影响。此外，我们已经应用瓦尔登定律将三个测量的量级关联起来，观察到 AuNP 添加降低了参考样品的离子性，当我们添加较小的 AuNP 时，这种情况甚至更多。最后，我们解释了假设 AuNP 的阳离子溶剂化的所有数据，这会造成 PAN 的假晶格结构的局部破坏。与其他已发表的数据进行比较是很困难的，因为纳米粒子溶液的行为在很大程度上取决于其特定的组成，据我们所知，没有任何与此处研究的类似混合物的数据可用。杆的形状对测量结果有影响。此外，我们已经应用瓦尔登定律将三个测量的量级关联起来，观察到 AuNP 添加降低了参考样品的离子性，当我们添加较小的 AuNP 时，这种情况甚至更多。最后，我们解释了假设 AuNP 的阳离子溶剂化的所有数据，这会造成 PAN 的假晶格结构的局部破坏。与其他已发表的数据进行比较是很困难的，因为纳米粒子溶液的行为在很大程度上取决于其特定的组成，据我们所知，没有任何与此处研究的类似混合物的数据可用。杆的形状对测量结果有影响。此外，我们已经应用瓦尔登定律将三个测量的量级关联起来，观察到 AuNP 添加降低了参考样品的离子性，当我们添加较小的 AuNP 时，这种情况甚至更多。最后，我们解释了假设 AuNP 的阳离子溶剂化的所有数据，这会造成 PAN 的假晶格结构的局部破坏。与其他已发表的数据进行比较是很困难的，因为纳米粒子溶液的行为在很大程度上取决于其特定的组成，据我们所知，没有任何与此处研究的类似混合物的数据可用。当我们添加较小的 AuNP 时，这一点甚至更多。最后，我们解释了假设 AuNP 的阳离子溶剂化的所有数据，这会造成 PAN 的假晶格结构的局部破坏。与其他已发表的数据进行比较是很困难的，因为纳米粒子溶液的行为在很大程度上取决于其特定的组成，据我们所知，没有任何与此处研究的类似混合物的数据可用。当我们添加较小的 AuNP 时，这一点甚至更多。最后，我们解释了假设 AuNP 的阳离子溶剂化的所有数据，这会造成 PAN 的假晶格结构的局部破坏。与其他已发表的数据进行比较是很困难的，因为纳米粒子溶液的行为在很大程度上取决于其特定的组成，据我们所知，没有任何与此处研究的类似混合物的数据可用。