Hvad er en iongel?
En iongel er en type halvfast forbindelse, der bevarer en elektrisk ladning gennem indlejring af en ionisk væske i en polymer i en tørringsfase. Det er en form for solgel eller xero gel, der er delvis flydende, delvis faste matrixer af forbindelser med unikke egenskaber inden for materialevidenskab. Disse materialer ses som potentielle energilagringsmekanismer til brændselsceller til konstruktion af elektroniske nanoskalaekomponenter såsom transistorer, der er milliarddels meter i bredden og mere. Sådanne materialer tilbyder den unikke fordel i mikroskopisk skala ved at have et porøst overfladeareal, der er langt større end deres samlede masse, hvilket gør dem til ideelle kandidater til at binde flygtige eller elektrisk ladede elementer.
Produktion af en ionegel sker gennem en forfining af solgelfremstillingsprocessen. En blokcopolymer, som er en kombination af forskellige plastmonomerforbindelser med unikke fysiske og kemiske egenskaber, gennemføres en proces med hydrolyse-kondensation med en ioneledende væske. Kolloidpartikler i blandingen forhindrer den i at størkne fuldstændigt, og i stedet får den en gelform. Dette gør adgangen til ladningen af de ioniske eller andre indlejrede forbindelser mere praktisk, og materialet kan tjene som en elektrolyt i fravær af vand. De elastiske egenskaber af et fast stof i form af blokcopolymerplastik og egenskaberne af en elektrisk ledende ionisk væske flettes til en forbindelse.
De materialevidenskabelige anvendelser af en iongelpolymermatrix er forskellige. Materialet er i stand til at omformes, genoplades, men er alligevel stabilt under forskellige fysiske eller kemiske belastningsforhold. En iongel kan fungere ved en temperatur på op til 482 ° Fahrenheit (250 ° Celsius) og forblive stabil ved temperaturer så høje som 662 ° Fahrenheit (350 ° Celsius) uden at nedbrydes. Sådanne geler kan også fremstilles ud fra en mangfoldighed af forstadie-polymerlignende forbindelser, skønt der normalt anvendes silanforbindelser til fremstilling af solgeler, såsom alkoxysilan og halogenosilan. Den ioniske væske kan også være baseret på vand, der omtales som en aquagel, alkohol som en alco-gel eller andre kemikalier, såsom carboxylsyre.
Aero geler er en anden gren af forskning i undersøgelsen af iongelforbindelser. De er også baseret på solgelfremstillingsprocessen og har et slutprodukt, der inkluderer en indkapslet ionisk gas, såsom brint, der bruges til brændselsceller. Almindelige former for aero-gel, der er kendt for forbrugere og industri, inkluderer skum såsom Styrofoam og urethanskum-dæmpning i møbler.
Blandt anvendelserne af iongelforbindelser fra 2011 i deres forskellige, flydende, gas- og halvfaste komponentformer er som selvlysende solkoncentratorer; som dielektriske materialer til lavspænding, højtydende transistorer; og i en række avancerede applikationer til energilagring. Aero-geltyper iongeler har fordelen ved at være omtrent 95% gas og alligevel antage en solid form og tjene dem etiketten til verdens letteste faste stof. De undersøges som energiadsorberere, sensorer og stærke katalytiske forbindelser.