ไอออนเจลคืออะไร?

ไอออนเจลเป็นสารประกอบกึ่งแข็งชนิดหนึ่งที่เก็บประจุไฟฟ้าผ่านการฝังของของเหลวไอออนิกลงในพอลิเมอร์ในช่วงการอบแห้ง มันเป็นรูปแบบของเจลโซลหรือเจล xero ที่เป็นเมทริกซ์ส่วนของเหลวและของแข็งส่วนหนึ่งของสารประกอบที่มีคุณสมบัติที่ไม่ซ้ำกันในด้านวัสดุศาสตร์ วัสดุเหล่านี้ถูกมองว่าเป็นกลไกการจัดเก็บพลังงานที่อาจเกิดขึ้นสำหรับเซลล์เชื้อเพลิงสำหรับการสร้างชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ระดับนาโนเช่นทรานซิสเตอร์ที่มีความกว้างหนึ่งในพันล้านเมตรและอีกมากมาย วัสดุดังกล่าวนำเสนอข้อได้เปรียบที่ไม่เหมือนใครในระดับจุลภาคของการมีพื้นที่ผิวที่มีรูพรุนซึ่งมีขนาดใหญ่กว่ามวลรวมของพวกมันอย่างมากมายซึ่งทำให้พวกมันเป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับการผูกองค์ประกอบระเหยหรือประจุไฟฟ้า

การผลิตอิออนเจลนั้นทำผ่านการปรับแต่งกระบวนการผลิตของเจลโซล บล็อกโคพอลิเมอร์ซึ่งเป็นส่วนผสมของสารประกอบพลาสติกโมโนเมอร์ชนิดต่าง ๆ ที่มีลักษณะทางกายภาพและทางเคมีที่ไม่ซ้ำกันถูกนำมาผ่านกระบวนการไฮโดรไลซิสและการควบแน่นกับของเหลวที่เป็นตัวนำไอออนิก อนุภาคคอลลอยด์ในส่วนผสมป้องกันไม่ให้แข็งตัวอย่างสมบูรณ์และแทนที่จะใช้ในรูปแบบเจล สิ่งนี้ทำให้การเข้าถึงประจุของไอออนิกหรือสารประกอบฝังตัวอื่น ๆ สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้มากขึ้นและวัสดุสามารถทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรไลต์ในกรณีที่ไม่มีน้ำ คุณสมบัติความยืดหยุ่นของของแข็งในรูปแบบของพลาสติกบล็อกโคพอลิเมอร์และคุณสมบัติของของเหลวไอออนิกที่นำไฟฟ้าถูกรวมเข้าด้วยกันเป็นสารประกอบเดียว

ศาสตร์การใช้วัสดุของเมทริกซ์ไอออนเจลโพลิเมอร์มีความหลากหลาย วัสดุนี้มีความสามารถในการ reshaped, recharged แต่ยังคงมีเสถียรภาพภายใต้เงื่อนไขทางกายภาพหรือเคมีความเครียดต่าง ๆ ไอออนเจลสามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิสูงถึง 482 °ฟาเรนไฮต์ (250 องศาเซลเซียส) และยังคงเสถียรที่อุณหภูมิสูงถึง 662 °ฟาเรนไฮต์ (350 องศาเซลเซียส) โดยไม่ต้องสลายตัว เจลดังกล่าวสามารถทำจากความหลากหลายของสารคล้ายสารตั้งต้นของโพลิเมอร์แม้ว่าสารประกอบไซเลนมักใช้ในการทำเจลโซลเช่น alkoxysilane และ halogenosilane มักจะใช้ ของเหลวไอออนิกยังสามารถขึ้นอยู่กับน้ำที่เรียกว่าเจลน้ำ, แอลกอฮอล์เป็นเจลอัลโคหรือสารเคมีอื่น ๆ เช่นกรดคาร์บอกซิลิก

Aero gels เป็นอีกสาขาหนึ่งของการวิจัยในการศึกษาสารประกอบไอออนเจล พวกเขายังขึ้นอยู่กับกระบวนการผลิตโซลเจลและมีผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายที่รวมถึงก๊าซไอออนิกที่ห่อหุ้มเช่นไฮโดรเจนที่ใช้สำหรับเซลล์เชื้อเพลิง รูปแบบทั่วไปของ aero gel ที่ผู้บริโภคคุ้นเคยและอุตสาหกรรม ได้แก่ โฟมเช่น Styrofoam และ urethane foam cushioning ในเฟอร์นิเจอร์

ในบรรดาการใช้งานของสารประกอบเจลอิออน ณ ปี 2011 ในรูปแบบส่วนประกอบของเหลวก๊าซและกึ่งแข็งต่าง ๆ ของพวกเขานั้นก็เหมือนกับเครื่องกำเนิดพลังงานแสงอาทิตย์ชนิดเรืองแสง เป็นวัสดุอิเล็กทริกสำหรับทรานซิสเตอร์แรงดันต่ำประสิทธิภาพสูง และในแอพพลิเคชั่นเก็บพลังงานขั้นสูงที่หลากหลาย เจลประเภท Aero เจลมีข้อดีของการเป็นแก๊สประมาณ 95% และยังอยู่ในรูปแบบที่เป็นของแข็งและได้รับฉลากของของแข็งที่เบาที่สุดในโลก พวกเขากำลังถูกวิจัยเป็นตัวดูดซับพลังงานเซ็นเซอร์และสารประกอบตัวเร่งปฏิกิริยาที่แข็งแกร่ง