AFM:离子液体-聚合物复合材料:多功能应用的新平台


离子液体(ILs)已经成为一类可用于开发先进的多功能材料的新型化合物,由于其独特的性质和功能,已在多个领域的应用都显示出巨大的潜力。IL与聚合物的组合可以作为复合材料,从而开发出智能材料。IL的独特特征是基于离子的氢键,库仑和范德华相互作用,这些化合物还表现出低的蒸气压,通常低于分解温度,并且大多数在室温下为液态。此外,由于其与多种化合物(有机,无机和聚合材料)的优异溶解性,离子液体可以在不同的过程(例如有机反应,催化,萃取和分离)中代替传统的挥发性有机溶剂,从而促进了绿色化学和有机化学的发展。基于此,西班牙巴斯克纳米科学中心Javier Reguera Senentxu Lanceros‐Méndez等人发文总结了与IL和聚合物有关的先进材料和策略,其应用包括响应式和灵敏传感器,执行器,环境,电池,燃料电池和生物医学应用。
本文要点:
1) 适当的阳离子和阴离子以及聚合物基质的选择促进了对特定应用场景的高性能新型离子材料的开发。IL/聚合物材料可以加工成不同的形态,例如凝胶,薄膜,膜和纤维,在多个领域都有潜在的应用。
2) 基于IL的材料的主要挑战在于依赖IL和聚合物基质之间的协同相互作用,因此需要进行理论模拟以更好地理解IL-聚合物之间的相互作用以及IL-溶剂之间的相互作用。
3) IL在环境修复方面具有巨大的潜力,当将ILs添加到材料中时,通过污染物和吸附位点之间的静电吸引来增强吸附能力。
4) 在锂离子电池领域(最受关注的应用领域),离子液体已成为替代常规电解质和固体聚合物电解质的潜在候选者,它既解决了安全性问题,而又具有10-3 S cm-1的高离子电导率以及出色的热和机械性能。
Daniela Maria Correia, et al. Ionic Liquid–Polymer Composites: A New Platform for Multifunctional Applications, Adv. Funct. Mater. 2020
DOI: 10.1002/adfm.201909736
https://doi.org/10.1002/adfm.201909736