Впервые установлено, как именно тип аниона в составе ионной жидкости и вид глины влияют на поведение зарядов на границе «жидкость – твердое тело». С помощью метода диэлектрической спектроскопии выявлено, что проводимость определяется не самой глиной, а подвижностью ионов в адсорбционных слоях на ее поверхности.
Оказалось, что ионогели с гидрофильными анионами (например, ацетат-анионы) демонстрируют более высокую ионную проводимость по сравнению с аналогами, содержащими гидрофобные анионы. Наиболее эффективным оказался ацетат-ионогель — его проводимость превзошла таковую у чистой ионной жидкости.
Полученные данные имеют ключевое значение для разработки перспективных твердотельных электролитов и функциональных композитов. Благодаря совмещению свойств жидкостей (высокая ионопроводность) и твёрдых тел (прочность, отсутствие течи), ионогели способны заменить традиционные жидкие электролиты в литиевых и пост-литиевых аккумуляторах, обеспечивая повышенную безопасность (негорючесть), герметичность и термостабильность.
Благодаря высокой гибкости и проводимости, такие материалы пригодны для изготовления гибких сенсоров, элементов носимой электроники, а также «умных» покрытий. Учет особенностей аниона и типа глины дает возможность точечно подбирать состав для получения ионогелей с нужными характеристиками – от изоляторов до высокоэффективных проводников.
Применение недорогих и экологически чистых природных глин в паре с ионными жидкостями создает основу для производства «зеленых» композитов для электрохимии.
Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Molecular Liquids.
