離子液體的案例
Rev.綜述：離子液體及其衍生材料在鋰、鈉電池領域的研究進展
離子液體是完全由陰、陽離子組成的新型液體軟材料，具有幾乎不揮發、離子電導率高、熱穩定性好、不易燃、電化學窗口寬等獨特性質，不僅為能量/功率密度更高、長周期穩定性和安全性更好的新型電池材料的設計創造了新的機遇，也為已知材料制備方法的革新提供了新的可能。聚離子液體、離子凝膠和離子液體鍵合納米顆粒等離子液體衍生材料在保留離子液體多數特性的同時被賦予了其它優良性能，因而也受到了極大關注。近十年來，涉及離子液體及其衍生材料在鋰、鈉電池領域研究的論文數量始終保持快速增長的趨勢。
【成果簡介】
近日，浙江大學楊啟煒副研究員、邢華斌教授和美國橡樹嶺國家實驗室的Sheng Dai教授團隊合作，在Chemical Society Reviews 上發表了題為《Ionic liquids and derived materials for lithium and sodium batteries》的專題綜述論文，系統總結了離子液體及其衍生材料在鋰/鈉離子電池、雙離子電池、鋰/鈉-硫電池、鋰/鈉-空電池等鋰、鈉電池中的各種應用，涵蓋電極材料制備、液體電解質、固體電解質、電極/電解質界面與集流體等等不同用途，重點介紹了最近三年的研究進展。從技術角度而言，得益于其不同于分子溶劑和無機鹽的獨特性質，離子液體及其衍生材料是鋰、鈉電池制造過程中富有潛力的碳原子/雜原子前體、溶劑、添加劑或離子傳導材料，不僅極大提升了電池的安全性，而且顯著增強了電池的電化學性能及其制造過程的可持續性。但是目前仍有一些問題有待解決。例如，只有一部分離子液體在裂解時可以提供較高的碳收率與氮含量，而這些離子液體的合成步驟普遍較多，成本較高。
展開 ：魚與熊掌兼得-兼具優異機械強度和高電導率的透明離子液體凝膠的構筑
第三，鎖定在PAMPS網絡中的[EMIm] [DCA]在施加電壓時可自由移動，這將賦予離子液體凝膠高離子電導率，室溫下的電導率高達約1.9 Sm-1。
【圖文導讀】
圖1 高性能離子凝膠的設計原理圖及其性能
a）PAMPS基的雙網絡聚合物由于AMPS分子的磺酸鹽基團而具有負電荷。
b）PAMPS雙網絡聚合物和咪唑陽離子中磺酸鹽基團之間的靜電相互作用，使IL穩定地鎖定在雙網絡中。
c）PAMPS基的雙網絡聚合物中的陽離子和陰離子可以在電壓作用下自由運動。
d）由于PAMPS和[EMIm] [DCA]之間的良好的相容性，PAMPS離子液體凝膠具有優異的光學透明性。
e）PAMPS的雙網絡結構為離子液體凝膠提供良好的機械強度。
f） 離子液體凝膠室溫下的離子電導率高達約9 Sm-1。
圖2 離子液體凝膠的光學性質和機械強度
a）在可見光區域，離子液體凝膠的透過率可以達到95％以上。
b）制備的離子液體凝膠薄膜的厚度為380 μm。
c）在壓縮試驗中，雙網絡離子液體凝膠在92％應變下可承受高達7.7 MPa的壓力，而單網絡離子液體凝膠在應力高于4.2 MPa時會斷裂。
d）在拉伸試驗中，雙網絡離子液體凝膠的最大斷裂應力和應變分別為約0.4 MPa和158％，而單網絡離子液體凝膠的最大斷裂應力和應變分別為約0.008MPa和47％。
圖3離子液體凝膠的穩定性及其離子電導率的調控
a）離子液體凝膠在-80~100°C的寬溫度范圍內均顯示出較高的離子電導率。
b）離子液體凝膠的離子電導率表現出良好的長期穩定性。
c）離子液體凝膠的電導率隨著AMPS濃度的增加而降低。
d-g）掃描電子顯微鏡（SEM）圖像表明較低的AMPS濃度有很多微孔，為IL提供更多的空間，從而得到更高的離子電導率。
展開 ：新型高效多功能聚離子液體粘附材料
近日，湖南大學材料科學與工程學院張世國教授團隊在Advanced Materials發表研究論文，報道一種高粘附性的聚離子液體材料。
膠粘劑材料在多個領域都有著廣泛的應用場景。盡管近年來許多基于多巴胺結構的高分子膠粘劑廣為報道，但其存在的不可逆氧化交聯、合成繁瑣、循環性能差等問題卻始終存在，開發一種新型多功能膠粘劑仍是一個巨大的挑戰。
離子液體，由有機陽離子和無機或有機陰離子組成的一類室溫熔融鹽，具有諸多常規有機分子不具備的特性，例如，極低的蒸氣壓、不可燃性、高離子導電性、與各種有機/無機材料間良好的相容性，以及高(熱、化學和電化學)穩定性等。由于大多數離子液體在室溫處于液態，直接使用離子液體作為一種膠粘劑材料使用顯得不切實際。聚離子液體，結合了離子液體固有的化學性質和聚合物的基本物理性質（機械耐久性和可加工性等），表現出了直接作為膠粘劑材料使用的可能性。然而，由于其過高的玻璃化轉變溫度(Tg)使得目前報道的大部分聚離子液體材料在室溫下大多都是質地偏脆的固體粉末。此外，一般的聚離子液體本身幾乎沒有粘附特性，不能直接作為膠粘劑使用。
圖1 烷氧基聚離子液體(PIL-m-TFSI)及其它對比樣品的結構式
本研究表明，通過在含有雙(三氟甲磺酰亞胺)(TFSI?)陰離子的聚離子液體的陽離子主鏈上簡單地引入烷氧基側基，傳統的聚離子液體就可以設計成高效的膠粘劑，如圖1所示。
展開 .》: 一種兼具力學穩定性與環境穩定性的離子液體凝膠
水凝膠和離子液體凝膠等離子導體是構成軟離子器件（soft ionotronics）的關鍵材料。軟離子器件常需要在空氣環境（含水分）或力學載荷作用下工作，但大部分現有的離子液體凝膠并不兼具環境與力學穩定性：水凝膠和離子液體凝膠中的液體成分（水或離子液體）在力學載荷作用下會從聚合物基體中泄露；部分離子液體凝膠因其離子液體的親水性會從環境中吸水從而導致器件性能的改變。近期，浙江大學曲紹興教授與賈錚教授課題組開發了一種兼具力學及環境穩定性的離子液體凝膠，該離子液體凝膠在高相對濕度的環境中不吸收水分，且在長時間的機械加載過程中基本不損失液體成分。同時，該材料具有較大的斷裂應變(>2000%)，較高的電導率(10?4 - 10?5 S/cm)，較好的斷裂內聚長度（fractocohesive length, 0.51 - 1.03 mm)，以及較寬的工作溫度范圍 (?60 ~ 200 ℃)。
針對現有軟離子導體較少兼具力學穩定性及環境穩定性的問題，浙江大學工程力學系曲紹興教授與賈錚教授課題組研發了一種新型離子液體凝膠，該材料可在潮濕環境與力學載荷長期作用下保持穩定，成果以《Ambiently and Mechanically Stable Ionogels for Soft Ionotronics》為題發表在材料領域知名期刊Advanced Functional Materials上。他們將酯類單體乙二醇甲醚丙烯酸酯（MEA）、丙烯酸異冰片酯（IBA）和離子液體1-乙基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽([C2mim][NTf2])混合（如圖1a所示），通過自由基聚合的方法，制備了一種新型的離子液體凝膠。
展開 
《ACS Nano》氧化石墨烯支撐的納米受限離子液體膜在CO2分離方面的應用
膜分離法作為一種新型的分離方式，以其綠色環保、低功耗、高效率的優異特性成為分離領域的寵兒，但膜分離法天然存在著通量和分離比不可兼得的缺陷，為了盡可能緩解這對矛盾，浙江大學的彭新生教授、孔學謙教授和清華大學的徐志平教授團隊共同合作，設計了一種以氧化石墨烯（GO）為支撐基底，將離子液體受限在GO的二維納米尺寸通道內的薄膜，實現了CO2的高效分離。
近幾年來，利用GO片層堆垛而成的薄膜來實現分子或離子的分離得到了廣泛的研究。其中，有團隊利用GO片層之間的水對CO2的高溶解度特性實現了CO2的有效分離，但是水的易揮發性以及流動性極大地限制了薄膜在高溫環境下和長時間條件下的應用。那么，如果有一種流動性更弱、揮發性更低、沸點更高同時對CO2溶解度更高的液體來彌補上述水的缺陷，是否可以改善薄膜的分離性能和穩定性呢？
基于上述猜想，浙江大學和清華大學團隊合作，選擇了1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽（[BMIM][BF4]）這種離子液體來替代水制成以氧化石墨烯為支撐基底的薄膜（graphene oxide supported ionic liquid membrane， GO-SILM）。離子液體是一種飽和蒸汽壓低、粘度大、穩定性強、液態溫度范圍寬的綠色溶劑，同時對CO2又有很高的溶解度，在氣體分離領域已經得到了很多研究，完美符合上述的所有需求。離子液體受限在GO的納米通道內，一方面使氣體的傳輸機制由純GO膜的努森擴散轉變為溶解擴散機制，因此，離子液體對CO2較高的溶解度在CO2的分離過程中發揮了重要作用；另一方面，納米尺度的限制以及離子液體與GO的相互作用對離子液體本身的性質也造成了一定程度的變化，影響了離子液體陰陽離子的分布以及對氣體的溶解和擴散能力，進一步提升了薄膜的分離性能。
展開 湖南工大廖海洋博士等：基于雙交聯/網絡結構的環氧基功能化聚離子液體電解質助力鋰離子電池
然而，傳統液體電解質由于充放電過程中容易生成鋰枝晶從而刺穿隔膜引發短路，以及在彎曲變形過程中容易造成電解液泄漏，可能會引發嚴重的安全問題。因此，不少人提出了固態電解質的概念，以其可靠的機械性能，阻燃性和固/固界面間可能發生較慢的副反應來消除液態電解質的缺點。
離子液體(ILs)具有高離子導電性、不易燃燒、熱穩定性和電化學穩定性好、揮發性低等優點，是替代傳統有機液體電解質的理想選擇。此外，ILs還可以通過共價鍵與聚合物網絡連接，或以自身為單體合成固態聚合物，即聚離子液體(PILs)。PILs不僅繼承了單體ILs的優點（阻燃性、熱穩定性和電化學穩定性），還保持了聚合物的強機械韌性。將ILs固定在PILs基體上的材料類似于凝膠聚合物電解質(GPE)，可以使其成為兼顧ILs和骨架材料優點的離子凝膠電解質(Ionogel)。
近期，來自湖南工業大學的廖海洋以及電子科技大學張永起團隊合作報道了一系列以環氧基功能化咪唑類ILs為基體，并通過光聚合制備出具有雙交聯/網絡結構的聚合物電解質，其電化學性能可通過控制網絡密度進行調節。
圖1 PIL-PEI的合成示意圖：(a) 雙功能離子液體的制備; (b) 雙交聯凝膠電解質的制備
（圖片來源：Chem. Eng. J.）
其中，一類通過環氧ILs與聚乙烯亞胺(PEI)，聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)進行雙交聯聚合制備出準固態PILs電解質(PIL-PEI)（如圖1）。該電解質良好的阻燃性與熱穩定性保證了電解質在鋰離子電池中應用時的安全性，且其電導率與鋰離子遷移率分別可高達1.03 mS cm-1與0.47，電化學窗口相比于液態電解質拓展至5 V (vs Li/Li+)以上。
展開 《AM》蘭州大學唐瑜/化物所閻興斌：聚離子液體電解質構建離子二極管
最近
，
蘭州大學
唐瑜教授
，中國科學院蘭州化學物理研究所
閻興斌研究員
團隊
提出了
通過使用基于聚陽離子的離子液體 (IL) 或基于聚陰離子的IL作為電解質在不對稱碳基超級電容器架構中實現的偏置方向可調 CAPode
。由此產生的 CAPode 僅在正偏置或負偏置方向表現出電荷存儲功能，具有高整流比（整流比 II、RRII 約為 80%）和出色的循環壽命
（
4500 次循環），代表了設計的關鍵突破 高性能電容離子二極管。
相關成果論文以題為
Construction of Supercapacitor-Based Ionic Diodes with Adjustable Bias Directions by Using Poly(ionic liquid) Electrolytes
發表在《
A
dvanced Materials
》上。
主圖導讀
兩種聚離子液體的合成與表征
CAPode 的工作機制和可用性分析
CAPode 的電化學和“二極管”性能
總結
通過合成基于聚陽離子和聚陰離子的
IL，開發了一種新的離子調節策略來構建偏置方向可調的 CAPode。聚（離子液體）表現出大尺寸聚合離子和小尺寸反離子，具有弱范德華相互作用，并且可以自發溶解在有機溶劑中。使用基于聚（離子液體）的電解質，N- CAPode 和 P-CAPode 構建成功。得益于聚合物離子的阻隔作用，所構建的裝置只允許反離子自由進入YP-50F碳孔，導致離子僅存儲在一個電位方向，從而使正向和反向電流的存在。
展開 新南威爾士大學趙川、陜師大房喻合作：基于離子液體微電極叉指陣列的氣體傳感器
在此情況下，離子液體因其電化學窗口寬、蒸汽壓低不易揮發、離子電導率高、物理化學穩定性良好、較大的可調控極性等優秀特點，成為了替換傳統水溶液電解液的有力候選。以離子液體為電解液將能有效解決電解液揮發的問題，同時達成無膜結構氣體傳感器的設計。然而離子液體因為自身黏度達，會降低氣體擴散到電極表面的速度，導致響應時間的延長和靈敏度的下降，進而成為離子液體在氣體傳感器應用上的最大障礙之一。
近日，新南威爾士大學趙川教授團隊和陜西師范大學房喻教授合作，展示了一種以離子液體為電解液結合微電極叉指陣列（IDA）的氧化還原循環信號放大技術。這種能通過氧化還原電對循環放大檢測信號的離子液體IDA氣體傳感器很好的彌補了上述離子液體在氣體傳感器應用上的缺憾。該方法通過集成化微電極叉指陣列來檢測具有可逆電化學反應的氣體，例如分子氧。傳感器的信噪比等檢測表現得到了有效增強，這得益于氣體分析物在微電極上擴散的改善，盡管單個微電極的電流密度很小，但整個微電極陣列相加所得電流密度相比于宏電極而言呈現出明顯增強的結果。
更重要的是通過施加不同電壓，待分析氣體分子在工作電極1上被還原，生成的中間產物（比如分子氧還原生成的超氧根離子）在工作電極2上再次被氧化成初始分子。兩組工作電極間氧化還原反應的循環往復進一步增強了檢測電流，使得IDA電極較之只有一組工作電極的 具有更加出色的檢測表現，進而令IDA傳感器兼具了高靈敏度（3.29 ± 0.06 nA cm-2 ppm-1）和低檢測極限（174 ppm）。該傳感器在典型氧氣濃度的檢測中表現出了良好的準確度和精密度。該傳感器的設計理念對器件靈敏度的增強更適用于可逆電極反應的分析物分子（例如二茂鐵/二茂鐵離子、氧分子/超氧根離子），對電極反應不可逆的氣體不響應（例如二氧化碳）， 可以排除來自于不可逆電化學反應物的干擾。
展開 ：離子液體在燃料電池催化劑應用方向的新進展
盡管高表面積鉑基催化劑具有顯著的ORR活性，但在催化劑層的離子網絡中，它們往往表現出較高的質子電阻。這與高氧質量輸運阻力一起導致了顯著的電壓損失，特別是在高電流密度時，局域傳輸限制更加明顯，需要更多的質子和氧氣來驅動ORR反應。
由于尺寸排斥，離聚體不能穿透高表面積碳載體的微孔和較小的中孔，液態水負責質子運輸到Pt反應位點。然而，水的離子導電性比離聚體小幾個數量級，甚至在有限的環境中，它比Nafion的離子導電性小兩個數量級。因此，在微孔和較小的中孔中填充高離子強度的離子液體(ILs)是為孔內Pt活性位點提供充足質子傳遞的有效途徑。
02
【成果掠影】
離子液體是聚合物電解質燃料電池催化劑層中用于增強氧還原反應的一種很有前景的添加劑。然而，需要對其在實際相關膜電極組裝環境中復雜催化劑層中的作用有基本的了解，以便合理設計高耐用活性的鉑基催化劑。近日，美國加州大學Iryna V. Zenyuk課題組探索了三種高質子導電性和氧溶解度咪唑衍生的離子液體，將它們加入高表面積的炭黑載體中。揭示了離子液體改性催化劑的物理性質和電化學性能之間的相關性，為離子液體在改變催化劑層界面內親水性/疏水性相互作用方面的作用提供了直接證據。通過優化界面設計得到的催化劑在H2/O2，0.9V下質量活性達到了347 A g?1Pt，在1.5 bar H2/air條件下，功率密度為0.909 W cm?2。
展開 Ries: 紡織結構對棉花纖維素在離子液體中溶解行為影響的研究
室溫離子液體（100攝氏度以下處于熔融液體狀態的鹽）具有極低的蒸氣壓，強穩定性，并且作為纖維素的溶劑已經有大量報道。但是其溶解機理還未完全被理解。其中，關于離子液體溶解纖維素的活化能，目前主要使用流變法進行測算。
本文使用光學顯微鏡結合XRD對不同紡織結構的棉花纖維素（cotton bundles, cotton single fibres, cotton arrays）（圖1）在離子液體[C2mim][OAc]中溶解進行了研究。通過計算在不同溫度下，不同溶解時間，部分溶解纖維素的占比（Coagulation Fraction），利用時溫等效原理對溶解行為進行分析，并利用Arrhenius Equation進行纖維素溶解活化能計算。
圖1 三種不同紡織結構的棉花纖維素材料示意圖
圖2 cotton fibres (CF)和cotton bundles (CB) 在不同溫度和時間下，經過[C2mim][OAc]處理后的光學顯微鏡橫截面圖片
從光學顯微鏡照片中可以看出（圖2），隨著在離子液體[C2mim][OAc]中處理時間的增加和處理溫度的升高，溶解部分的占比隨之增大。通過軟件Imagej對圖像進行處理，對溶解過程進行量化處理，從而得到CF的溶解程度在不同溫度下隨時間變化圖（圖3）。但由于在cotton bundles中，存在大量空隙，因此使用光學顯微鏡法進行溶解程度的量化并不適用，對于cotton arrays同理。
展開 基于MS的Dmol3模塊計算離子液體的電子轉移和成鍵
離子液體是由氫鍵供體(HBDs)和氫鍵受體(HBAs)按照一定比例混和組成的低共熔混合物，常溫下呈液態。氯化膽堿由于其價格低廉、來源廣泛、可生物降解等特點成為了最常用的氫鍵受體之一，形成了一系列膽堿類離子液體。在吸收有害氣體、生物質催化轉化、電沉積、功能材料制備等工業領域已經得到廣泛應用。
因此，本文以氯化膽堿離子對為模型，在量子力學基礎上系統的研究氯化膽堿離子對之間的的電子轉移和成鍵情況，從而為這種以氫鍵相結合的膽堿類離子液體更廣范應用提供理論依據。在Material Studio 2019軟件包下的Dmol3模塊計算氯化膽堿離子對模型，計算參數為GGA廣義梯度近似和BLYP泛函方法，在計算精度為Medium的基礎上選擇DND 4.4基組，體系總能量收斂值取 2.0X10-5eV/atom。計算的能量通過基組重疊誤差(Basis Set Superposition Errors，BSSE)進行校正。首先，通過Visualizer面板畫出氯化膽堿離子對模型（圖左），然后用Dmol3模塊進行優化計算，得到能量最低構型（圖右）。然后計算其前線分子軌道、態密度等電子性質。
計算面板
分析面板
優化前 優化后
氯化膽堿離子對
Ch+ HOMO軌道 Ch+ LUMO軌道 Cl- HOMO軌道 Cl- LUMO軌道
根據前線分子軌道理論，參加反應的兩種物質的最高占據軌道（HOMO）和最低空軌道（LUMO）能量越接近，越容易發生反應。通過計算ΔE獲得具體數值，其中ΔE＝|LUMO－HOMO|，ΔE越小，越容易發生HOMO→LUMO的電子轉移，相互作用越強，獲得的產物越穩定。
展開 
浙江大學徐志康教授團隊Angew：烷烴-離子液體界面聚合制備納米聚酰胺薄膜
近日，
浙江大學徐志康團隊提出了一種
基于烷烴-離子液體溶劑體系的界面聚合反應。離子液體是液態有機熔鹽，具有優良的溶解能力和化學穩定性，這使很多非水溶性胺類單體能夠用于聚酰胺納米薄膜的合成，同時避免酰氯單體水解。
圖1. 烷烴-離子液體界面聚合示意圖以及所得聚酰胺薄膜。圖片來源：Angew. Chem. Int. Ed.
研究者通過熱力學分配計算、擴散動力學監測以及薄膜結構表征，證明了這種新型界面聚合反應由酰氯擴散進入離子液體中與胺類反應而進行，而不是像常規的有機溶劑-水界面聚合，由胺類擴散進入有機溶劑相發生反應。這種機制給出了該界面聚合體系的膜厚調控方案，即提高胺類單體濃度和降低酰氯單體濃度能夠有效降低膜厚。
圖2. 界面聚合擴散機理研究。圖片來源：Angew. Chem. Int. Ed.
進一步，研究者通過精細選擇單體種類、調控單體濃度，制備出了一系列孔徑在埃尺度可設計的高交聯度超薄聚酰胺納米薄膜（厚度低至4.3 nm，交聯度可達96.2%），這些薄膜在水相反滲透、水相納濾、有機納濾和氣體分離領域表現出高滲透性和選擇性。
圖3. 可設計孔徑的聚酰胺納米薄膜的分離性能。圖片來源：Angew. Chem. Int. Ed.
這一成果近期發表在
Angewandte Chemie International Edition 上，文章的第一作者是浙江大學博士研究生
劉暢和杭州師范大學青年教師
楊靜博士。
展開 《AM》湖南大學張世國：聚（離子液體）高校膠粘劑材料
最近，
湖南大學
張世國教授
團隊
通過簡單地
將烷氧基部分引入含有雙（三氟甲磺酰亞胺）（
TFSI-）陰離子的 PIL 的陽離子主鏈中，可以將傳統的聚（離子液體）（PIL）設計為高效粘合劑。
引入的柔性烷氧基鏈不僅降低了 PILs 的玻璃化轉變溫度，而且賦予這些材料強大的氫鍵相互作用，與 PILs 獨特的靜電相互作用一起，同時有助于高內聚能和界面粘附能。因此，與傳統 PIL 的非粘性行為相比，這些烷氧基 PIL 在各種基材上具有高度粘性，例如玻璃、陶瓷、不
銹鋼、鋁和聚合物。利用離子液體與碳納米管或銀納米纖維之間的相容性制備光敏或導電復合粘合劑。有趣的是，
PIL-2-TFSI 粘合劑對電場具有獨特且可逆的響應，可將粘合強度提高 35%
。
相關論文以題為
Poly(ionic liquid)s Containing Alkoxy Chains and Bis(trifluoromethanesulfonyl)imide Anions as Highly Adhesive Materials
發表在《
A
dvanced Materials
》上。
主圖
示意圖1 烷氧基
PILs（PIL-m-TFSI）的結構和其他供參考的樣品
：a）具有不同烷氧基鏈長度的PIL-m-TFSI（m代表烷氧基鏈中的氧原子數）；b)具有不同抗衡陰離子的PIL-2-X（X代表抗衡陰離子的類型）；c) 不同季銨化程度的PIL-2-TFSI-R；d) 具有（PS-Im-der）或不具有（PS-der）離子單元的聚合物；e) 不含烷氧基的常規 PIL。
圖1
a) PIL-2-TFSI 的結構圖。
展開 浙江大學賈錚《AFM》用于柔性離子電子環境和機械穩定的離子凝膠
圖3
離子凝膠的穩定電性能。
圖4
離子凝膠的機械性能。
圖5
一種具有多模態感覺能力的新型離子皮膚。
【總結】
團隊通過使用高度可拉伸的共聚物網絡
P(MEA-co-IBA) 和疏水性 IL [C2mim][NTf2] 合成了一種在環境和機械上均穩定的新型離子凝膠。由于共聚物基質和離子液體的疏水性，所設計的離子凝膠在濕度變化的潮濕環境中不會吸收水分，并且即使在較長時間施加機械載荷時也幾乎不會發生離子液體泄漏，這主要是由于氫離子和聚合物鏈之間形成的鍵將 IL 鎖定在共聚物基質中。從這個意義上講，一般設計原則可以總結如下：
1）
使用長鏈彈性體網絡和疏水性離子液體賦予離子凝膠良好的機械性能和環境穩定性。
2）
利用彈性體網絡和
離子液體之間的分子相互作用（例如氫鍵）將液體組分鎖定在彈性體基質中，賦予離子凝膠機械穩定性。團隊相信這里揭示的設計原則可以推廣到其他材料系統，用于設計環境穩定和機械穩定的離子凝膠。此外，團隊首次研究了基于
IL 的凝膠的缺陷不敏感性：隨著離子凝膠的平均網孔尺寸隨著 IL 含量的增加而增加，離子凝膠的壓裂內聚長度從 0.51 增加到 1.03 毫米。這些值與彈性體和水凝膠報告的值相當。
通過使用離子凝膠進一步開發了一種新型離子皮膚，它將 TENG 與電容性離子皮膚相結合，因此可以感知各種
刺激——包括拉伸、壓力、和溫度——通過將它們轉換為電阻、電容、
OCV 和 SCC 信號。OCV 和 SCC 信號是自生的，賦予離子皮膚能量收集能力
。這項工作中報道的離子凝膠可能會導致軟離子電子學和性能穩定的可穿戴設備的發展。
展開 華南理工《CEJ》：首次引入一種離子液體穩定CsPbBr3量子點
編輯推薦：作者首次引入了一種含共軛頭部基團的離子液體作為合適的配體
