hrvatski

Električna i mehanička svojstva ionskih tekućina

Ionske su tekućine (Ionic Liquids) niskotemperaturne taline soli, dakle, tekućine sastavljene isključivo od iona. Njihova jedinstvena svojstva kao što su nehlapljivost, nezapaljivost, kemijska i termička stabilnost te visoka ionska vodljivost čine ih atraktivnim materijalima za brojne primjene od „zelenih“ otapala za sinteze i katalize do elektrolita u različitim elektrokemijskim uređajima. Iako interes za ovu novu vrstu tekućina posljednjih godina rapidno raste, opsežno poznavanje osnovnih dinamičkih procesa koji određuju njihova električna i mehanička svojstva i dalje nedostaje. U ovom je radu istražena dinamika iona u tri ionske tekućine na bazi imidazola ; 1-butil-3-metilimidazol tetrafluoroboratu (BMIm-BF4), 1-heksil-3-metilimidazol tetrafluoroboratu (HMIm-BF4) i 1-butil-3-metilimidazol heksafluorofosfatu (BMIm-PF6) analizom frekvencijski ovisne ionske vodljivosti i fluidnosti (inverzne viskoznosti). Utvrđeno je da sve istražene ionske tekućine pokazuju ne-Arrheniusovu temperaturnu ovisnost DC vodljivosti i DC fluidnosti. Krivulje DC vodljivosti i DC fluidnosti imaju isti oblik i mogu se preklopiti u Arrheniusovom grafu ako su osi njihovih inverznih temperatura međusobno pomaknute za mali iznos. Takvim se pomakom, vrijednosti DC fluidnosti preklapaju s vrijednostima DC vodljivosti na nižoj temperaturi. Također, fluidnost i vodljivost pokazuju istu korelaciju frekvencijske ovisnosti. Analizom fluidnosti i vodljivosti MIGRATION modelom pokazano je da se cijeli spektri fluidnosti mogu usporediti sa spektrima vodljivosti na temperaturama koje su određene razlikom između njihovih inverznih temperatura u Arrheniusovom prikazu. Na temelju toga, može se zaključiti da je još uvijek nepoznata vremenski korelirana funkcija povezana s fluidnošću slična autokorelacijskoj funkciji gustoće struje. U fizikalnom opisu dinamičkih procesa u ovim su tekućinama, viskozni tok i tok naboja različiti, ali povezani fizikalni fenomeni. U oba procesa uključen je isti elementarni pomak iona koji da bi bio uspješan, mora biti popraćen odgovarajućim gibanjima susjednih iona. Kod viskoznog toka, gibanja susjednih iona moraju zadovoljiti više specifičnih zahtjeva nego kod toka naboja što rezultira sporijom ionskom dinamikom. U istraživanim ionskim tekućinama, zamjena aniona (BMIm-PF6) ima veći utjecaj na usporavanje ionske dinamike viskoznog toka od zamjene kationa (BMIm-BF4 i HMIm-BF4).

ionske tekućine; ionska provodnost; fluidnost

nije evidentirano