আয়নিক তরলগুলি আধুনিক রসায়ন এবং প্রকৌশল ক্ষেত্রে কেন একটি গেম-চেঞ্জিং শ্রেণীর উপকরণ হিসাবে বিবেচিত হয়?

উন্নত উপকরণগুলির চির-বিকশিত ল্যান্ডস্কেপে, আয়নিক তরল (আইএলএস) তরল, লবণ এবং দ্রাবকগুলির প্রচলিত শ্রেণিবদ্ধকরণকে অস্বীকার করে এমন পদার্থের একটি বিপ্লবী শ্রেণি হিসাবে আত্মপ্রকাশ করেছে। তবে আয়নিক তরলগুলি কী এতটা অনন্য করে তোলে-এবং কেন এগুলি টেকসই প্রযুক্তি, সবুজ রসায়ন এবং পরবর্তী প্রজন্মের বৈদ্যুতিন রাসায়নিক সিস্টেমগুলির বিকাশে ক্রমবর্ধমান ভিত্তি হিসাবে বিবেচনা করা হয়?

সর্বাধিক মৌলিক স্তরে, একটি আয়নিক তরল একটি সম্পূর্ণ আয়নগুলির সমন্বয়ে লবণ এটি 100 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডের নীচে তরল অবস্থায় থাকে, প্রায়শই এমনকি ঘরের তাপমাত্রায়ও থাকে। সোডিয়াম ক্লোরাইডের মতো traditional তিহ্যবাহী লবণের বিপরীতে, যা গলে যাওয়ার জন্য উচ্চ তাপমাত্রা প্রয়োজন, আয়নিক তরলগুলি সাধারণত থেকে তৈরি করা হয় ভারী, অসামান্য জৈব কেশন (যেমন ইমিডাজোলিয়াম, পাইরিডিনিয়াম, অ্যামোনিয়াম) এর সাথে জুটিবদ্ধ অজৈব বা জৈব anions (বিআইএসের মতো (ট্রাইফ্লুওরোমিথাইলসালফোনিল) ইমিড, পিএফ, বিএফ, বা হ্যালিড)। আয়নগুলির মধ্যে অনিয়মিত আকার এবং দুর্বল সমন্বয় স্ফটিককরণ প্রতিরোধ করে এবং তাদের বৈশিষ্ট্যযুক্ত কম গলনাঙ্কের ফলস্বরূপ।

আয়নিক তরলগুলির ফিজিকোকেমিক্যাল বৈশিষ্ট্যগুলি তাদের টিউনেবল আণবিক কাঠামোর মতো বৈচিত্র্যময়। তাদের অন্যতম সংজ্ঞায়িত বৈশিষ্ট্য হ'ল নগণ্য বাষ্প চাপ , যা তাদেরকে অ-উদ্বায়ী এবং এভাবে পরিবেশগতভাবে জৈব দ্রাবকগুলির পরিবেশগতভাবে সৌম্য বিকল্প হিসাবে আকর্ষণীয় করে তোলে। এই বৈশিষ্ট্যটি একাই এগুলিকে শীর্ষে রেখেছে সবুজ রসায়ন উদ্যোগ , যেখানে অস্থির জৈব যৌগগুলি (ভিওসি) নির্মূল করা একটি অগ্রাধিকার।

অ-উদ্বায়ী হওয়ার বাইরে, আয়নিক তরল প্রদর্শন ব্যতিক্রমী তাপ এবং বৈদ্যুতিন রাসায়নিক স্থিতিশীলতা । অনেকগুলি আইএলগুলি পচে যাওয়া ছাড়াই 200 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডের বেশি তাপমাত্রায় পরিচালনা করতে পারে এবং তাদের প্রশস্ত বৈদ্যুতিন রাসায়নিক উইন্ডোগুলি (কিছু সিস্টেমে 6 ভি পর্যন্ত) তাদের অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে আদর্শ বৈদ্যুতিন করে তোলে যেমন লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি, সুপার ক্যাপাসিটার এবং ধাতু ধাতুপট্টাবৃত । তাদের অভ্যন্তরীণ আয়নিক প্রকৃতি উচ্চ আয়নিক পরিবাহিতাও দেয়, বিশেষত এমন সিস্টেমগুলিতে যেখানে প্রচলিত দ্রাবকগুলি কঠোর পরিস্থিতিতে বাষ্পীভূত বা হ্রাস পাবে।

আয়নিক তরলগুলির আরও একটি সমালোচনামূলক সুবিধা তাদের মধ্যে রয়েছে রাসায়নিক টিউনিবিলিটি । কেশন বা অ্যানিয়ন সংশোধন করে, বিজ্ঞানীরা সান্দ্রতা, মেরুতা, হাইড্রোফিলিসিটি বা এমনকি সমন্বয় দক্ষতার মতো বৈশিষ্ট্যগুলি সূক্ষ্ম-সুর করতে পারেন। এটি এর সৃষ্টি সক্ষম করেছে টাস্ক-নির্দিষ্ট আয়নিক তরল (টিএসআইএল) অত্যন্ত নির্বাচনী ভূমিকার জন্য ডিজাইন করা-উদাহরণস্বরূপ, কো-ক্যাপচার, বায়োমাস প্রসেসিং বা ট্রানজিশন-ধাতব ক্যাটালাইসিসে। আইএলএসের মডুলারিটি তাদের জটিল রাসায়নিক পরিবেশের জন্য এক ধরণের "ডিজাইনার দ্রাবক" করে তোলে।

ক্ষেত্রের মধ্যে বিচ্ছেদ এবং নিষ্কাশন , আয়নিক তরলগুলি traditional তিহ্যবাহী দ্রাবকগুলির তুলনায় বেশ কয়েকটি সুবিধা দেয়। জৈব এবং অজৈব যৌগগুলির একটি বিস্তৃত পরিসীমা দ্রবীভূত করার তাদের ক্ষমতা, জল বা হাইড্রোকার্বনগুলির সাথে তাদের অনির্বচনীয়তার সাথে (রচনার উপর নির্ভর করে), অত্যন্ত দক্ষ তরল তরল নিষ্কাশন সিস্টেমকে সক্ষম করে। আইএল ব্যবহার করা হয়েছে বিরল পৃথিবী উপাদান পুনরুদ্ধার, জ্বালানী থেকে সালফার যৌগগুলি অপসারণ এবং এমনকি উদ্ভিদ থেকে বায়োঅ্যাকটিভ অণু নিষ্কাশন .

মধ্যে ক্যাটালাইসিস , দ্রাবক এবং সহ-অনুঘটক হিসাবে উভয়ই, আইএলএস পণ্য বিচ্ছেদকে সহজ করার সময় প্রতিক্রিয়া নির্বাচন এবং ফলন বাড়ায়। অনেক ট্রানজিশন মেটাল কমপ্লেক্সগুলি আইএল মিডিয়াতে উন্নত স্থায়িত্ব এবং ক্রিয়াকলাপ প্রদর্শন করে। উল্লেখযোগ্যভাবে, আয়নিক তরলগুলি ব্যবহার করা হয়েছে অসম্পূর্ণ হাইড্রোজেনেশন, অ্যালক্লেশন এবং ক্রস-কাপলিং প্রতিক্রিয়া , প্রায়শই প্রচলিত সিস্টেমের চেয়ে হালকা অবস্থার অধীনে।

আয়নিক তরলগুলির সর্বাধিক কাটিয়া প্রান্তের অ্যাপ্লিকেশনগুলির মধ্যে একটির রাজ্যে বৈদ্যুতিন রাসায়নিক ডিভাইস এবং শক্তি সঞ্চয় । আইএল-ভিত্তিক ইলেক্ট্রোলাইটগুলি অন্তর্ভুক্ত করা হচ্ছে লিথিয়াম ধাতব ব্যাটারি, সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারি, ডাই-সংবেদনশীল সৌর কোষ (ডিএসএসসি), এমনকি সলিড-স্টেট ইলেক্ট্রোলাইটস । তাদের বৈদ্যুতিন রাসায়নিক জড়তা, অ-ফ্ল্যামেবিলিটি এবং তাপ সহনশীলতা শক্তি সিস্টেমের সুরক্ষা এবং কার্যকারিতা উভয়ই উন্নত করার জন্য সমালোচনামূলক সুবিধা দেয়।

তাদের প্রতিশ্রুতি থাকা সত্ত্বেও, আয়নিক তরলগুলি চ্যালেঞ্জ ছাড়াই নয়। অনেকগুলি আইএল এখনও স্কেল সংশ্লেষিত করা ব্যয়বহুল এবং কিছু কিছু ভোগা উচ্চ সান্দ্রতা , যা ভর স্থানান্তর হারকে সীমাবদ্ধ করে। অতিরিক্তভাবে, যখন আইএলগুলি প্রায়শই তাদের "সবুজ দ্রাবক" হিসাবে প্রচার করা হয় বায়োডেগ্র্যাডিবিলিটি এবং বিষাক্ততা কাঠামোর উপর নির্ভর করে ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হয় এবং দীর্ঘমেয়াদী পরিবেশগত প্রভাব সক্রিয় গবেষণার একটি ক্ষেত্র হিসাবে রয়ে গেছে। আরও টেকসই সংশ্লেষণ রুট এবং বিস্তৃত জীবনচক্র বিশ্লেষণের মাধ্যমে এই উদ্বেগগুলিকে সম্বোধন করা বিস্তৃত গ্রহণের জন্য প্রয়োজনীয় হবে।

আয়নিক তরলগুলির ভবিষ্যত ক্রমবর্ধমান আন্তঃশৃঙ্খলা। মধ্যে উপকরণ বিজ্ঞান , আইএলগুলি ন্যানোম্যাটরিয়ালস, ধাতব-জৈব ফ্রেমওয়ার্ক (এমওএফএস) এবং পরিবাহী পলিমারগুলির সংশ্লেষণে দ্রাবক এবং টেমপ্লেট হিসাবে ব্যবহৃত হচ্ছে। মধ্যে বায়োটেকনোলজি , তারা এনজাইম স্থিতিশীলতা, প্রোটিন নিষ্কাশন এবং এমনকি অপ্রচলিত অবস্থার অধীনে ডিএনএ ম্যানিপুলেশন সক্ষম করে। তাদের সম্ভাব্য ভূমিকা কার্বন ক্যাপচার এবং ব্যবহার (সিসিইউ) প্রযুক্তিগুলিও গতি অর্জন করছে, বিশেষত CO₂ এবং উচ্চ তাপ প্রতিরোধের জন্য তাদের সখ্যতা দেওয়া।