Wat is een ionengel?
Een ionengel is een type halfvaste verbinding die een elektrische lading behoudt door het inbedden van een ionische vloeistof in een polymeer tijdens een droogfase. Het is een vorm van sol-gel of xero-gel die deels vloeibare, deels vaste matrices zijn van verbindingen met unieke eigenschappen in de materiaalwetenschap. Deze materialen worden gezien als potentiële energieopslagmechanismen voor brandstofcellen, voor de constructie van elektronische componenten op nanoschaal zoals transistoren met een breedte van een miljardste meter, en meer. Dergelijke materialen bieden op microscopische schaal het unieke voordeel dat ze een poreus oppervlak hebben dat enorm groter is dan hun totale massa, waardoor ze ideale kandidaten zijn om vluchtige of elektrisch geladen elementen aan te binden.
Het produceren van een iongel wordt gedaan door een verfijning van het sol gel-productieproces. Een blokcopolymeer, dat een combinatie is van verschillende plastic monomeerverbindingen met unieke fysische en chemische eigenschappen, wordt onderworpen aan een proces van hydrolyse-condensatie met een ionengeleidende vloeistof. Colloïde deeltjes in het mengsel voorkomen dat het volledig stolt en neemt in plaats daarvan een gelvorm aan. Dit maakt toegang tot de lading van de ionische of andere ingebedde verbindingen praktischer en het materiaal kan als een elektrolyt dienen in afwezigheid van water. De elastische eigenschappen van een vaste stof in de vorm van blokcopolymeerplastieken en de eigenschappen van een elektrisch geleidende ionische vloeistof worden samengevoegd tot één verbinding.
Het materiaalgebruik van een ionengel-polymeermatrix is divers. Het materiaal kan worden hervormd, opgeladen, maar is toch stabiel onder verschillende fysische of chemische stressomstandigheden. Een ionengel kan functioneren bij een temperatuur tot 482 ° Fahrenheit (250 ° Celsius) en stabiel blijven bij temperaturen zo hoog als 662 ° Fahrenheit (350 ° Celsius) zonder degraderen. Dergelijke gels kunnen ook worden gemaakt van een verscheidenheid aan precursorpolymeerachtige verbindingen, hoewel gewoonlijk silaanverbindingen worden gebruikt die worden gebruikt bij het maken van solgels zoals alkoxysilaan en halogenosilaan. De ionische vloeistof kan ook gebaseerd zijn op water dat aqua-gel wordt genoemd, alcohol als alco-gel of andere chemicaliën zoals carbonzuur.
Aerogels zijn een andere tak van onderzoek in de studie van ionengelverbindingen. Ze zijn ook gebaseerd op het sol gel-fabricageproces en hebben een eindproduct dat een omhuld ionisch gas bevat, zoals waterstof dat wordt gebruikt voor brandstofcellen. Veelvoorkomende vormen van aerogel die bekend zijn bij consumenten en de industrie zijn onder meer schuimstof zoals demping van piepschuim en urethaanschuim in meubels.
Onder de toepassingen van ionengelverbindingen vanaf 2011 in hun verschillende, vloeibare, gas- en halfvaste componentvormen zijn als luminescerende zonneconcentrators; als diëlektrische materialen voor laagspannings, hoogwaardige transistors; en in een verscheidenheid aan geavanceerde toepassingen voor energieopslag. Aerogelsoorten ionengels hebben het voordeel dat ze voor ongeveer 95% gas bevatten en toch een vaste vorm aannemen, waardoor ze het label krijgen van 's werelds lichtste vaste stof. Ze worden onderzocht als energie-adsorbers, sensoren en sterke katalytische verbindingen.