Kas ir jonu gēls?

Īsā atbilde

Jonu gēls ir daļēji cieta savienojuma veids, kas žāvēšanas fāzē saglabā elektrisko lādiņu, jonu šķidrumam ievietojot polimērā. Tā ir sola gēla vai ksero gēla forma, kas ir daļēji šķidra, daļēji cieta savienojumu matricas ar unikālām īpašībām materiālu zinātnē. Šie materiāli tiek uzskatīti par potenciāliem enerģijas uzkrāšanas mehānismiem kurināmā elementiem, nanomēroga elektronisku komponentu, piemēram, tranzistoru platuma miljarddaļām, konstruēšanai un citiem. Šādi materiāli piedāvā unikālu priekšrocību mikroskopiskā mērogā, jo tiem ir porains virsmas laukums, kas ir ievērojami lielāks par to kopējo masu, kas padara tos par ideāliem kandidātiem gaistošu vai elektriski uzlādētu elementu saistīšanai.

Jonu gēla ražošana tiek veikta, pilnveidojot sola gēla ražošanas procesu. Bloku kopolimērs, kas ir dažādu plastmasas monomēru savienojumu kombinācija ar unikālām fizikālām un ķīmiskām īpašībām, tiek pakļauts hidrolīzes-kondensācijas procesam ar jonus vadošu šķidrumu. Koloidālās daļiņas maisījumā neļauj tam pilnībā sacietēt, un tā vietā tas iegūst želeju. Tas padara piekļūšanu jonu vai citu iegulto savienojumu lādiņam praktiskāku, un materiāls var kalpot kā elektrolīts, ja nav ūdens. Cietās vielas elastīgās īpašības blokkopolimēra plastmasas formā un elektriski vadoša jonu šķidruma īpašības tiek apvienotas vienā savienojumā.

Materiālzinātnē jonu gēla polimēru matricas izmantojums ir daudzveidīgs. Materiālu var pārveidot, uzlādēt, taču tas ir stabils dažādos fizikālās vai ķīmiskās slodzes apstākļos. Jonu gēls var darboties temperatūrā līdz 482 ° Fārenheita (250 ° C) un saglabāt stabilitāti pat 662 ° Fārenheita (350 ° C) temperatūrā, nesabojājoties. Šādus gēlus var izgatavot arī no dažādiem prekursoru polimēriem līdzīgiem savienojumiem, lai gan parasti tiek izmantoti silāna savienojumi, ko parasti izmanto sola gēlu ražošanā, piemēram, alkoksisilāns un halogenosilāns. Jonu šķidruma pamatā var būt arī ūdens, ko dēvē par ūdens želeju, spirtu kā spirta želeju, vai citas ķīmiskas vielas, piemēram, karbonskābi.

Aero gēli ir vēl viena pētniecības nozare jonu gēla savienojumu izpētē. Tie ir arī balstīti uz sola gēla ražošanas procesu, un tiem ir galaprodukts, kas ietver jonu gāzi, piemēram, ūdeņradi, ko izmanto kurināmā elementiem. Patērētājiem un nozarei pazīstamās aerogēla formas ir tādas putas kā putupolistirols un uretāna putu amortizācija mēbelēs.

No 2011. gada jonu gēla savienojumu pielietojums to dažādajās šķidrajās, gāzveida un puscietajās komponentu formās ir luminiscējoši saules koncentratori; kā dielektriski materiāli zemsprieguma, augstas veiktspējas tranzistoriem; un dažādās progresīvās enerģijas uzglabāšanas lietojumprogrammās. Jonu gēlu aerogēla veida priekšrocība ir tāda, ka tie ir aptuveni 95% gāzes, tomēr tie iegūst cietu formu, tādējādi iegūstot pasaulē vieglākās cietās vielas marķējumu. Tie tiek pētīti kā enerģijas adsorberi, sensori un spēcīgi katalītiskie savienojumi.

Īsā atbilde

Saistītie jautājumi