Vad är en jongel?

En jongel är en typ av halvfast förening som bibehåller en elektrisk laddning genom inbäddning av en jonisk vätska i en polymer under en torkningsfas. Det är en form av solgel eller xerogel som är delvis flytande, delvis fasta matriser av föreningar med unika egenskaper inom materialvetenskap. Dessa material ses som potentiella energilagringsmekanismer för bränsleceller, för konstruktion av elektroniska komponenter i nanoskala såsom transistorer som är miljarddels meter breda och mer. Sådana material erbjuder den unika fördelen i mikroskopisk skala att de har en porös yta som är mycket större än deras totala massa, vilket gör dem till idealiska kandidater för att binda flyktiga eller elektriskt laddade element med.

Att producera en jongel görs genom en förfining av sol-geltillverkningsprocessen. En blocksampolymer, som är en kombination av olika plastmonomerföreningar med unika fysikaliska och kemiska egenskaper, genomgår en process av hydrolys-kondensation med en jonledande vätska. Kolloidpartiklar i blandningen hindrar den från att helt stelna, och istället antar den en gelform. Detta gör det mer praktiskt att komma åt laddningen av joniska eller andra inbäddade föreningar och materialet kan fungera som en elektrolyt i frånvaro av vatten. De elastiska egenskaperna hos en fast substans i form av blocksampolymerplasten och egenskaperna hos en elektriskt ledande jonisk vätska slås samman till en förening.

De materialvetenskapliga användningarna av en jongelpolymermatris är olika. Materialet kan omformas, laddas om, men är ändå stabilt under olika fysiska eller kemiska påfrestningar. En jongel kan fungera vid en temperatur på upp till 482 ° Fahrenheit (250 ° Celsius) och förbli stabil vid temperaturer så höga som 662 ° Fahrenheit (350 ° Celsius) utan att försämras. Sådana geler kan också framställas av en mångfald av prekursorpolymerliknande föreningar, även om silanföreningar som vanligen används vid framställning av solgeler, såsom alkoxisilan och halogenosilan, vanligtvis används. Den joniska vätskan kan också vara baserad på vatten som kallas vattengel, alkohol som alkoholgel eller andra kemikalier såsom karboxylsyra.

Aerogeler är en annan gren av forskning inom studiet av jongelföreningar. De är också baserade på sol-geltillverkningsprocessen och har en slutprodukt som inkluderar en innesluten jonisk gas som väte som används för bränsleceller. Vanliga former av aerogel som är bekanta för konsumenter och industri inkluderar skum som frigolit och uretanskumdämpning i möbler.

Bland tillämpningarna av jongelföreningar från och med 2011 i deras olika, flytande, gasformiga och halvfasta komponentformer är som självlysande solkoncentratorer; som dielektriska material för lågspänningstransistorer med hög prestanda; och i en mångfald av avancerade energilagringstillämpningar. Aerogeltyper av jongeler har fördelen av att vara ungefär 95 % gas och ändå anta en fast form, vilket ger dem etiketten världens lättaste fasta ämne. De forskas som energiadsorberare, sensorer och starka katalytiska föreningar.