盡管總是會(huì)產(chǎn)生相反的電荷，但它們并不總是盡可能緊密地相互作用。在一項(xiàng)新的研究中，研究人員結(jié)合了分子模擬和實(shí)驗(yàn)，證明了微妙地改變由離子組成的化合物中帶正電的陽離子結(jié)構(gòu)的影響。這些變化促使陽離子在物質(zhì)的固相中相互排列。這減少了固相中陽離子與帶負(fù)電荷的陰離子之間的某些類型的潛在相互作用。該陽離子排列通常也顯著降低了離子化合物的熔點(diǎn)。

許多化學(xué)過程需要液體作為化學(xué)反應(yīng)的溶劑，潤滑劑，傳熱流體。液體經(jīng)常在此過程中蒸發(fā)。這會(huì)產(chǎn)生有害排放物。液體離子化合物(離子液體)提供了解決方案，因?yàn)樗鼈兊膿]發(fā)性極低，這意味著它們蒸發(fā)的可能性較小。一些離子液體在高溫下穩(wěn)定，但其熔點(diǎn)對(duì)于實(shí)際使用而言可能太高。這項(xiàng)工作的結(jié)果為科學(xué)家提供了一套新的工具，用于設(shè)計(jì)熔點(diǎn)較低的離子化合物。這些結(jié)果將使科學(xué)家能夠設(shè)計(jì)可在更寬的溫度和應(yīng)用范圍內(nèi)使用的離子化合物。

離子液體是在使用溫度下為液體的鹽。這些液體在對(duì)環(huán)境有益的過程中具有多種潛在用途。特別地，熱穩(wěn)定的離子液體顯示出作為高溫溶劑和傳熱流體的前景。但是，這些離子液體的熔點(diǎn)可能遠(yuǎn)高于室溫。這限制了它們?cè)谳^低溫度下的可加工性。因此，了解如何降低這些化合物的熔點(diǎn)將擴(kuò)大它??們的潛在用途，并使依賴它們的技術(shù)成為可能。

科學(xué)家們知道，結(jié)構(gòu)變化，特別是那些具有明顯不對(duì)稱性的結(jié)構(gòu)變化，會(huì)降低多種化合物的熔點(diǎn)。在保持熱穩(wěn)定性強(qiáng)的化合物的同時(shí)，這些結(jié)構(gòu)上的修改是不可能的，因?yàn)樵S多常見的化學(xué)結(jié)構(gòu)具有較低的熱穩(wěn)定性。研究人員在當(dāng)前的研究中表明，微妙的結(jié)構(gòu)變化也會(huì)增加陽離子的偶極矩，從而可以顯著降低熔點(diǎn)。計(jì)算模擬提供了分子水平的見解，并證明了偶極矩的增加導(dǎo)致陽離子在固相中彼此對(duì)齊。這反過來使陰離子/陽離子受挫相互作用并增加固相焓(系統(tǒng)中熱量或功的量度)。固相焓的增加降低了熔融焓，導(dǎo)致較低的熔點(diǎn)。這項(xiàng)研究為改變結(jié)構(gòu)相似的離子液體的偶極矩提供了一種降低其熔點(diǎn)的設(shè)計(jì)規(guī)則。

標(biāo)簽： 分子級(jí)離子