Liquidi ionici – IL, TRIL, TSIL

Liquidi ionici ad alta energia

I liquidi ionici sono sostanze che sono sali fusi con un basso punto di fusione (inferiore a 100°C). Sono costituiti da un catione organico grande e asimmetrico e da un anione organico o inorganico. I loro vantaggi includono una bassa pressione di vapore, un ampio intervallo di temperature in cui esistono in forma liquida, un'elevata stabilità, la capacità di dissolvere molti composti e un'elevata conduttività. Negli ultimi anni, c'è stato un crescente interesse per i liquidi ionici come alternativa ecologica ai solventi organici e in aree quali sintesi organica, elettrochimica, tecniche di separazione e analisi, chimica dei materiali e altri.

Selezionando una struttura composta appropriata, si possono ottenere liquidi ionici ad alta energia, che possono trovare applicazioni come esplosivi o combustibili per missili. Pertanto, possono sostituire con successo l'idrazina attualmente utilizzata, che è una sostanza volatile, tossica e cancerogena. I liquidi ionici hanno anche il vantaggio di essere facili da lavorare grazie alla loro bassa tossicità e volatilità molto bassa. Molti liquidi ionici mostrano un'accensione spontanea (ipergolica) a contatto con alcuni ossidanti. Questa caratteristica è molto desiderabile nella propulsione a razzo perché l'accensione di entrambi i componenti avviene spontaneamente e non è richiesto alcun sistema di accensione o catalizzatore aggiuntivo. Un parametro importante che caratterizza il carburante ipergolico è il suo ritardo di accensione. Questo è il tempo di inizio che trascorre dal momento in cui il combustibile (es. liquido ionico) e l'ossidante entrano in contatto l'uno con l'altro. È preferibile che questo parametro sia il più basso possibile. Sostanze e ossidanti opportunamente selezionati possono ottenere tempi di ritardo di accensione molto bassi. Attualmente, il tipico sistema ipergolico utilizzato è la dimetilidrazina e il diazzio tetrossido o acido nitrico rosso fumante. Tutti questi composti sono altamente irritanti, velenosi e pericolosi. I liquidi ionici sono un'alternativa molto più vantaggiosa, soprattutto perché alcuni composti mostrano l'accensione con perossido di idrogeno altamente concentrato, che è una sostanza abbastanza sicura, ma per lo più non tossica.

Progetteremo per voi un liquido ionico con le proprietà attese – TSIL (liquidi ionici specifici per attività).

La tabella seguente presenta gruppi di cationi e anioni utilizzati di frequente per la creazione di liquidi ionici ad alta energia. I cationi utilizzati sono spesso opportuni derivati di composti eterociclici (come l'imidazolo), allo scopo si ottengono prodotti contenenti sostituenti come 1-butil-3-metilimidazolo, 1-etil-3-metilimidazolo, 1-allil-3-etilimidazolo ecc. sintesi chimica. Analogamente, gli anioni utilizzati possono essere opportunamente modificati dal boroidruro per formare cianoboroidruro o dicianoboroidruro. Ciò significa che il numero di possibili liquidi ionici che si possono formare è sostanzialmente illimitato.