السوائل الأيونية - ILs و TRILs و TSILs

السوائل الأيونية عالية الطاقة

السوائل الأيونية عبارة عن أملاح ذائبة ذات نقطة انصهار منخفضة (أقل من 100 درجة مئوية). وهي تتكون من كاتيون عضوي كبير وغير متماثل وأنيون عضوي أو غير عضوي. تشمل مزاياها انخفاض ضغط البخار ، ونطاق درجة حرارة واسع تتواجد فيه في شكل سائل ، وثبات عالي ، والقدرة على إذابة العديد من المركبات ، وموصلية عالية. في السنوات الأخيرة ، كان هناك اهتمام متزايد بالسوائل الأيونية كبديل صديق للبيئة للمذيبات العضوية وفي مجالات مثل التركيب العضوي ، والكيمياء الكهربائية ، وتقنيات الفصل والتحليل ، وكيمياء المواد وغيرها.

من خلال اختيار هيكل مركب مناسب ، يمكن الحصول على السوائل الأيونية عالية الطاقة ، والتي يمكن أن تجد تطبيقات مثل المتفجرات أو وقود الصواريخ. وبالتالي ، يمكنهم استبدال الهيدرازين المستخدم حاليًا بنجاح ، وهو مادة متطايرة وسامة ومسرطنة. تتمتع السوائل الأيونية أيضًا بميزة سهولة التعامل معها نظرًا لسميتها المنخفضة وتقلبها المنخفض جدًا. تعرض العديد من السوائل الأيونية اشتعالًا تلقائيًا (مفرط النشاط) عند ملامستها لبعض المواد المؤكسدة. هذه الميزة مرغوبة جدًا في دفع الصاروخ لأن اشتعال كلا المكونين يحدث تلقائيًا ولا يلزم وجود نظام إشعال أو محفز إضافي. معلمة مهمة تميز الوقود المفرط هو تأخير الاشتعال. هذا هو وقت البدء الذي ينقضي من اللحظة التي يتلامس فيها الوقود (مثل السائل الأيوني) والمؤكسد مع بعضهما البعض. يفضل أن تكون هذه المعلمة منخفضة قدر الإمكان. المواد المؤكسدة المختارة بشكل صحيح يمكن أن تحقق أوقات تأخير إشعال منخفضة للغاية. حاليًا ، نظام hypergolic النموذجي المستخدم هو ثنائي ميثيل هيدرازين ورباعي أكسيد الديازوتيوم أو حمض النيتريك الأحمر. كل هذه المركبات مزعجة للغاية وسامة وخطيرة. تعتبر السوائل الأيونية بديلاً أكثر فائدة ، خاصة وأن بعض المركبات تظهر الاشتعال باستخدام بيروكسيد الهيدروجين عالي التركيز ، وهو مادة آمنة إلى حد ما ، ولكنها في الغالب مادة غير سامة.

سنصمم لك سائلًا أيونيًا بالخصائص المتوقعة - TSILs (السوائل الأيونية الخاصة بالمهمة).

يعرض الجدول أدناه مجموعات الكاتيونات والأنيونات المستخدمة بشكل متكرر لإنتاج السوائل الأيونية عالية الطاقة. غالبًا ما تكون الكاتيونات المستخدمة مشتقات مناسبة للمركبات الحلقية غير المتجانسة (مثل إيميدازول) ، ولهذا الغرض يتم الحصول على المنتجات التي تحتوي على بدائل مثل 1-بيوتيل -3-ميثيلميدازول ، 1-إيثيل -3-ميثيلميدازول ، 1-أليل -3-إيثيل أميدازول ، إلخ. التوليف الكيميائي. وبالمثل ، يمكن تعديل الأنيونات المستخدمة بشكل مناسب من بوروهيدريد لتكوين سيانوبوروهيدريد أو ثنائي سيانوبوروهيدريد. هذا يعني أن عدد السوائل الأيونية المحتملة التي يمكن تكوينها غير محدود بشكل أساسي.