Double layer in ionic liquids: capacitance vs temperature
浓电解质/离子液体中双电层电容的温度依赖性已经争论了几十年。为了合理化的电容与温度的依赖性，我们运行分子动力学模拟的EDL在不同的温度。我们发现，这种依赖关系与随着温度的升高，多层结构的EDL涂抹。计算结果与最近的实验数据一致。为了解释这一结果，我们提出了一个唯象的离子双层模型。
2020-05-25 cond-mat.soft
Phase behavior of ionic liquid crystals
用密度泛函理论研究了离子型液晶的体相性质。液晶分子由椭圆体颗粒表示，其中电荷位于它们的中心或尾部。吸引力的相互作用被考虑在盖伊-伯尔尼对潜力。发现了包括汽相、各向同性相、非均相和近晶相在内的丰富的相图，并研究了相行为与粒子长度和粒子上电荷位置等参数的关系。
2010-04-15 cond-mat.soft
Linking dynamics and structure in highly asymmetric ionic liquids
我们探索了一个理想化的理论模型，在高度不对称的离子液体混合物中的离子传输。原始模型（PM）启发的系统用作不对称离子材料（例如液晶盐）的代表，其猝灭以形成无序的部分停滞相。应用自洽广义朗之万方程（SCGLE）理论研究了电荷匹配盐的粒径比与平均迁移率之间的关系。在这个模型中，我们确定新的玻璃态，其中两个带电物种（无论是大阳离子或微阴离子）被逮捕，而其他保留流动性。我们讨论了如何这一结果是有用的，在离子液体为基础的材料中的新型单离子导电相的发展。
2021-08-27 cond-mat.soft
Influence of Confinement on Flow and Lubrication Properties of a Salt Model Ionic Liquid Investigated with Molecular Dynamics
我们提出了一个分子动力学研究的约束对离子液体的润滑和流动性能的影响。我们使用粗粒盐模型描述的离子液体作为润滑剂之间的有限固体板和受到两个动态制度：剪切和循环加载。约束的离子的排列和系统的机械响应的影响进行了详细研究，并比较静态和批量性能。结果表明，壁滑移对作为机械变形响应的力的建立有着深刻的影响，同时在动态状态下，与壁的相互作用代表了控制间隙中离子液体行为的主要驱动力。我们还观察到一个从稠密的液体到一个有序的和潜在的固化状态的离子液体发生在可变的正常负载和剪切下的过渡。
2018-09-27 cond-mat.soft
Simple theory for oscillatory charge profile in ionic liquids near a charged wall
离子体系的介观场论[A. Ciach和G. Stell，J. Mol.液态87，255（2000）]推广到带电边界系统。导出了电荷密度的超巨势泛函的一个非常简单的表达式。在内能的表达式中考虑了离子硬核的大小。该泛函适用于描述离子液体和离子液体混合物中离子在弱带电壁附近的分布。得到了欧拉-拉格朗日方程，并求解了一个平坦的限制表面。获得了指数衰减振荡电荷密度分布。在半定量的水平上，限制原始模型的静电势与模拟结果一致。
2018-11-18 cond-mat.soft
Phase behaviour and dynamics in primitive models of molecular ionic liquids
使用原始模型和广泛的计算机模拟研究了分子离子液体的相行为和动力学。该模型考虑了阳离子和阴离子之间的尺寸差异，阳离子上的电荷位置和阳离子形状各向异性，这些都是重要材料如室温离子液体的突出特征。汽液相图是使用高精度的蒙特卡罗模拟确定的，为深入研究液态离子动力学奠定了基础。分子动力学模拟被用来探索的结构，单粒子的平移和旋转自相关函数，阳离子取向自相关，自扩散，粘度和频率依赖的电导率。结果揭示了一些分子尺度的电荷传输机制，涉及分子的平移，旋转，和协会。
2012-02-22 cond-mat.soft
Tunable liquid-liquid critical point in an ionic model of silica
最近的研究表明，液体二氧化硅的WAC模型[L。伍德考克角A. Angell和P. Cheeseman，J.Chem.Phys.65，1565（1976）]非常接近于具有液-液临界点（LLCP）。我们证明，增加离子电荷分离的响应函数的全局最大值，而减少电荷顺利合并到LLCP它们;一种现象，可能是实验观察到的带电胶体。Si和O配位数的分析表明，需要足够低的Si/O配位数比来获得LLCP。
2015-10-27 cond-mat.soft
Wave mechanics in an ionic liquid mixture
本文通过测量两种离子尺寸差异很大的离子液体混合物中宏观表面间的相互作用力，发现其振荡力可用两个振荡模式和一个单调模式的叠加拟合，且参数与纯液体匹配，从而提出液体物质中相互作用具有波动力学特征。
2024-02-27 cond-mat.soft
Simulations of ionic liquids confined by metal electrodes using periodic Green functions
提出了一种有效的方法来模拟金属电极约束下的库仑体系。该方法依赖于格林函数技术，以获得一个无限的周期性复制系统的静电势。这避免了使用镜像电荷或显式计算感应表面电荷，这两者都大大降低了模拟速度。为了证明新方法的实用性，我们用它来获得离子密度分布和微分电容，这是非常实际和理论上的兴趣，为一个晶格模型的离子液体。
2017-12-13 cond-mat.soft
Electric double layer theory for room temperature ionic liquids on charged electrodes: milestones and prospects
在这篇综述中，我们简要总结了自2007年Kornyshev的开创性论文发表以来，在带电电极上室温离子液体（RTIL）的平均场论中取得的基本理论里程碑。我们特别关注微分电容曲线的行为和对微分电容曲线有实质性影响的离子微观参数，其中包括短程特定相互作用、离子直径、静态极化率和永久偶极矩等参数。我们还讨论了最近的“非局部”平均场论，可以描述局部离子浓度的过屏蔽行为，以及从过屏蔽到拥挤的交叉。
2021-12-24 cond-mat.soft
Electrochemistry meets polymer physics: polymerized ionic liquids on an electrified electrode
聚合物离子液体是一种新兴的电化学应用材料。本文提出了高分子离子液体在带电导电电极上的自洽场论。考虑到Lifshitz理论中长链聚合阳离子的构象熵和平均场近似中离子物种的静电相互作用和排斥体积相互作用，我们得到了一个自洽场方程系统，用于描述局部静电势和单体单元和反离子的平均浓度.我们解决这些方程的线性近似的情况下，点状电荷和一个平面无限均匀带电的电极浸没在聚合物离子液体，并推导出局部离子浓度和静电势的解析表达式，并推导出双电层的线性微分电容的解析表达式。我们还找到了一个数值解的自洽场方程的两种类型的边界条件的局部聚合物浓度的电极上，对应的情况下，特定的吸附的情况下（中性表面）和强大的短程排斥的单体单元附近的带电表面（硬壁的情况下）。对于这两种情况下，我们调查的行为微分电容作为施加电压的函数的纯聚合物离子液体和聚合物离子液体溶解在极性有机溶剂中。我们观察到，微分电容分布形状是强烈敏感的局部聚合物浓度的电极上所采用的边界条件。
2021-11-15 cond-mat.soft
On the thickness of the double layer in ionic liquids
本研究结合DFT计算与MD模拟，探究离子液体双电层厚度，分析Au(111)表面BF4-吸附及亥姆霍兹模型电容特性，考察多层EDL模型，为双电层是单/多离子层厚度的讨论提供依据。
2017-12-10 cond-mat.soft
Dipole fluid as a basic model for the equation of state of ionic liquid in the vicinity of their critical point
提出了类似熔融NaCl的离子液体的偶极流体模型。临界参数的估计得到的帮助下的范德华状态方程。讨论了转动对偶极子对特性和临界点位置的影响。考虑了这种流体在临界点附近的离解。
2002-04-15 cond-mat.soft
An Experimental and Computational Study on Material Dispersion of 1-Alkyl-3-Methylimidazolium Tetrafluoroborate Ionic Liquids
本研究通过实验测量与模型拟合，分析了烷基链长、温度及组分对[Ckmim][BF4]系列离子液体材料色散的影响，验证了半经验预测方法的有效性，为定制光学性质的离子液体制备提供了基础。
2020-03-16 cond-mat.soft
Acetone as a Polar Cosolvent for Pyridinium-Based Ionic Liquids
研究了三种吡啶类离子液体（RTIL）--N-丁基吡啶六氟磷酸盐[BPY][PF 6]、N-丁基吡啶三氟磺酸盐[BPY][TF]和N-丁基吡啶双（三氟甲磺酰基）酰亚胺[BPY][TFSI] --与丙酮（ACET）的混合物的输运和结构性质.离子电导率最大值出现在10摩尔% RTIL，无论阴离子。[BPY][TF]的绝对离子电导率值高于其他RTIL。这是由于阳离子-阴离子结合比[BPY][PF 6]弱，阴离子尺寸比[BPY][TFSI]小。所有研究的RTIL都与ACET无限混溶，这提高了它们的扩散率和电导率。小粘度的ACET有利于RTIL-ACET混合物的粘度急剧衰减。结构分析（径向分布函数，离子簇）的混合物是符合其运输性能提供了一个可靠的微观解释所观察到的宏观性能。作为一种分子共溶剂，ACET构成了一个有趣的替代品和竞争对手，更深入地研究液体。
2015-12-11 cond-mat.soft
Critical-like behavior of ionic-related, low-frequency dielectric properties in compressed liquid crystalline 8OCB and its nanocolloid
该报告介绍了与压力相关的宽带介电谱（BDS）的液晶辛氧基氰基联苯及其纳米胶体与钛酸钡纳米粒子的研究，重点是低频离子域和pretransitional波动的影响。因此，基本外源（压力）和内源（纳米粒子）对介电性能的影响。创新的衍生物为基础的分析揭示了功能的“临界”的描述离子的贡献，介电常数和电导率。补充介电常数扫描，产生洞察到偶极-偶极安排，也提出。研究涵盖了复杂的液体（钐）-固体晶体相变的令人困惑的情况下，揭示了相对较强的临界预熔效应，这几乎没有观察到的不连续的“熔化过渡”到目前为止。
2022-10-23 cond-mat.soft
Two-step electrical percolation in nematic liquid crystal filled by multiwalled carbon nanotubes
碳纳米管（CNTs）在液晶（LC）中的渗流为一类独特的各向异性杂化材料开辟了道路，该材料具有广泛受CNT浓度控制的复介电常数。在这样的系统中的渗滤通常被描述为在非常低的CNT加载量下开始的一步过程。在本研究中的两步渗滤观察到的样品中的厚度为250 $μ$ m，通过压制两个基板之间的悬浮液。第一和第二渗滤过程的渗滤浓度为$C_n^{p_1}\approx 0.0002$ wt. %和$C_n^{p_2}\approx 0.5$ wt. %，分别。基于平均场论，假设碳纳米管为核壳结构，解释了渗流的两阶段性质。
2015-04-29 cond-mat.soft
Ionic liquid-electrode interface: classification of ions, saturation of layers, and structure-determined potentials
本研究通过单电极电双层模型对40种离子液体-电极界面进行模拟，将离子界面堆积分为四类，并揭示常见离子难以在电化学稳定窗口内实现单层精确屏蔽，为实验调控界面性质提供结构依据。
2024-05-15 cond-mat.soft
The liquid-vapor interface of the restricted primitive model of ionic fluids from a density functional approach
本文用密度泛函方法研究了离子流体受限原始模型的气液界面。应用的理论包括静电贡献的自由能功能所产生的散装能量状态方程和平均球近似的限制原始模型，以及缔合的贡献，由于对离子的形成。我们比较的密度分布和表面张力的值与以前的理论方法。
2011-06-16 cond-mat.soft
Two-dimensional pattern formation in ionic liquids confined between graphene walls
我们进行分子动力学模拟的离子液体之间的石墨烯壁限制在各种条件下（纯离子液体，与水和醇的混合物，与锂盐和有缺陷的石墨烯壁的混合物）。我们的研究结果表明，Stern层中条纹和六边形图案的形成可以被认为是离子液体在电化学界面处的一般特征，图案之间的过渡由吸附分子的最内层中的电荷的净平衡控制。这解释了先前报道的实验和计算结果，并且第一次解释了为什么这些图案变化是由双电层最内层的电荷密度的任何扰动（电压和组成变化，以及电极壁处的空位等）触发的，这可能有助于调节电极-离子液体界面。使用蒙特卡罗模拟，我们表明，这种结构可以复制一个简单的二维晶格模型，只有最近邻的相互作用，高度屏蔽离子相互作用和短程和排除体积相互作用。我们还表明，我们的模拟结果是一致的，从Landau-Brazovskii理论的斑图形成的自组装系统中推断。这些图案在离子液体石墨烯-电极界面处的存在可能对从本体混合物到电极的离子转移过程、对电极-电解质双层的微分电容或对电极处的氧化还原反应速率以及其他物理化学性质具有强烈影响，因此是具有很大技术意义的效果。
2019-02-13 cond-mat.soft
Molecular Dynamics Simulation of Imidazolium CnMIM-BF4 Ionic Liquids using a Coarse Grained Force-Field
离子液体具有热物理性质，在溶剂，储能材料和稳定的润滑应用中具有重要意义。近年来，人们发展了一系列粗粒模型来研究1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[C2MIM][BF 4]和1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[C4 MIM][PF 6]离子液体。建立在这些CG模型，我们得出力场调查[ C_{2-8} MIM] [BF 4]家庭的离子液体，作为一个开始步骤，系统的调查润滑nanobinion条件下。模拟的状态方程和扩散系数与实验数据和全原子力场符合得很好。我们使用这些模型来分析具有较长脂肪链的阳离子的离子液体的纳米结构特征以及离子液体的液-气界面结构。这些模型的CG性质使模拟非常长的时间尺度，这是需要计算机的动态和界面特性的可靠结果。对于[C> 4 MIM] [BF 4]，与液-气界面相关的对称性的破坏在垂直于界面平面的方向上诱导极性和非极性域中的纳米结构化，因此模仿在体相中观察到的行为。
2019-10-20 cond-mat.soft
Kinetics of Ion Transport in Ionic Liquids: Two Dynamical Diffusion States
采用经典的分子动力学模拟，研究了室温离子液体[Bmim][TFSI]中离子的迁移率.分析单个阳离子和阴离子的轨迹，我们估计离子在束缚、聚集状态以及离子准自由移动时所花费的时间。使用这些信息，我们评估占主导地位的电导率的自由离子的平均部分。由此限定的自由离子的量包括15- 25%，在300-600 K的范围内随着温度单调增加，其余的离子被暂时束缚，而不是在局部电势中移动。从电流自相关函数计算的电导率作为温度的函数，再现报道的实验数据。有趣的是，对于自由离子，迁移率和扩散系数之间的能斯特-爱因斯坦关系保持得相当好。与电子半导体类似，可以谈论离子液体的离子半导体模型，其具有由能隙分开的离子的价（或激子）和导带态。然而，所获得的离子液体的带隙是非常小的，约0.026 eV，允许两个动态状态之间的容易的互换。
2018-05-02 cond-mat.soft
Interface structures in ionic liquid crystals
离子液晶（ILC）是另外携带电荷的各向异性介晶分子。这种组合产生了一个复杂的相互作用的基础（各向异性）的贡献对相互作用。它结合了液晶和离子液体的性质，有望在离子液体色谱系统中产生有趣的和独特的结构和取向性质。虽然以前的理论研究都集中在ILC的相行为和相应的体相的结构，在本研究中，我们提供了新的结果，在密度泛函理论，关于（平面）之间的自由界面的各向同性液体$L$和两种类型的近晶-A相（$S_A$或$S_{AW}$）。我们讨论了这些接口的结构和取向性质的包装分数配置文件$η(\vec{r})$和取向序参量配置文件$S_2(\vec{r})$有关的倾斜角$α$之间的（散装）近晶层正常和界面正常。讨论了$η(\vec{r})$和$S_2(\vec{r})$在各向同性体相中的渐近衰减。
2019-05-27 cond-mat.soft
Switching the structural force in ionic liquid-solvent mixtures by varying composition
高浓度电解质中的结构和相互作用具有从能量储存到生物分子相互作用的影响。然而，许多实验观测尚未在这些混合物中得到解释，这远远超出了平均场模型的有效性。在这里，我们研究的结构力的离子液体和溶剂的混合物，是在室温下混溶的所有比例。使用表面力平衡来测量宏观光滑表面之间的力，在液体混合物中，我们发现了一个突然增加的阈值离子浓度以上的波长。在阈值浓度以下，波长由溶剂分子的大小决定，而在阈值以上，决定波长的是阳离子-阴离子对的直径。
2017-02-13 cond-mat.soft
Reparameterizing GFN1-xTB for Ionic Liquids
Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）；Eindhoven Institute for Renewable Energy Systems (EIRES)（埃因霍温可再生能源系统研究所）
本研究为离子液体重新参数化半经验量子方法GFN1-xTB，开发了CXMIM-xTB与IL-xTB模型，提升了相关性质预测精度，优于原模型且计算高效。
2026-10-14 cond-mat.soft
Dielectric study on mixtures of ionic liquids
离子液体是能量储存系统中有希望的电解质候选者。我们证明，混合两种离子液体可以精确地调整它们的物理性质，如直流电导率。此外，这些混合物使得能够逐渐修改的脆性参数，这被认为是一个衡量的复杂性的能量景观在过冷液体。该指数的物理起源仍在争论中;因此，混合离子液体可以提供进一步的见解。从化学的角度来看，通过混合调节离子液体是一种简单且经济的方法。在这项研究中，我们进行了详细的调查，宽带介电谱和差示扫描量热法的两个混合系列的离子液体。一个系列将咪唑基离子液体与吡啶基离子液体组合，并且在咪唑基离子液体中组合另外两种不同的阴离子。玻璃化转变温度的分析和测量的介电常数和电导率谱的全面评价表明，在离子液体的混合物中的动态很好地定义了它们的母体化合物的馏分。
2017-03-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Correlation functions in ionic liquid at coexistence with ionic crystal. Results of the Brazovskii-type field theory
关联函数的限制原始模型内的一个圈自洽Hartree近似的场论方法计算。关联函数表现出阻尼振荡行为，如之前在高斯近似[Ciach at.例如，J. Chem. Phys. { \bf 118}，3702（2003）]。涨落的贡献导致了关联函数的振幅和衰减长度的重整化。重整化量表现出与平均场（MF）对应物不同的性质。当接近$λ$线时，MF中的振幅和衰减长度都发散，但重整化量在相同的无量纲单位中保持统一的顺序，直到与离子晶体共存。沿着相变线，衰减长度和振荡周期与密度无关，它们的值以离子直径为单位分别为$α_0^{-1}\approx 1$和$2π/α_1\approx 2.8$。
2006-08-29 cond-mat.soft
Surface mobility of a glass-forming polymer in an ionic liquid
通过测量浸入离子液体的纳米阶梯状聚苯乙烯薄膜的表面流平，发现离子液体虽显著减缓Tg上下方的流平过程，但并未消除玻璃态聚合物固有的表面动力学异质性。
2025-05-09 cond-mat.soft physics.class-ph
Thermodynamic Scaling of the Viscosity of Van Der Waals, H-Bonded, and Ionic Liquids
粘度和它们的温度，T，和体积，V，依赖性报告7分子液体和聚合物。结合文献粘度数据为5其他液体，我们表明，叠加的弛豫时间为各种玻璃形成材料时，表示为TV^g的函数，其中的指数g是一个材料常数，可以扩展到粘度。后者通常测量到比相应的弛豫时间更高的温度，证明了整个过冷和更高的T制度的热力学缩放的有效性。给定液体的g值主要反映了分子间力的大小（例如，排斥势的陡度）;因此，我们发现从范德华流体到离子液体的g减小。对于强氢键材料，如低分子量聚丙二醇和水，由于化学结构（氢键度）随热力学条件的非平凡变化，叠加失败。
2006-07-24 cond-mat.soft
Hydrogen bond correlated percolation in a supercooled water monolayer as a hallmark of the critical region
许多水模型的数值模拟支持了在深过冷区存在亚稳态液-液临界点（LLCP）的可能性。在这里，我们考虑一个理论模型的过冷液体水单层和它的数学映射到一个渗流问题。映射使我们能够识别有限大小的集群在任何状态点，和无限集群在临界点，与相关的氢键（HB）的区域。我们发现，渗流线与一级液-液相变在LLCP结束。在低于LLCP的压力下，渗流线对应于热力学响应函数的强最大值和最大相关长度的轨迹（Widom线）。在较高的压力下，我们发现了一个正斜率的渗流转变，我们讨论了它与热力学的可能关系。
2019-04-24 cond-mat.soft
Heterogeneous dynamics and its length scale in simple ionic liquid models: A computational study
我们数值研究了粗粒离子液体模型体系的动力学不均匀性及其长度尺度。在我们的离子液体模型体系中，阳离子被建模为二聚体与正电荷，而阴离子被建模为单体与负电荷，分别。为了研究电荷分布对阳离子的影响，采用了两种不同电荷分布的离子液体模型，并考虑了中性电荷模型。为了揭示模型系统中的非均匀动力学，我们研究了位移的空间分布和交换时间和持续时间的时间分布。所有的模型都显示出随着温度的降低，动态非均匀性显著增加。动态非均匀性通过著名的四点磁化率来量化，该磁化率测量时间关联函数的波动。在动态非均匀性达到最大值的时间尺度上，用Ornstein-Zernike形式拟合动态结构因子S4（k，t），计算动态相关长度。得到的时间和长度尺度在低温下呈现幂律关系，类似于各种过冷液体模型。特别是，带电模型系统表现出不寻常的交叉行为，在不带电模型系统中没有观察到。我们将这种交叉行为归因于粒子上的电荷引起的增强的笼效应。
2016-03-09 cond-mat.soft
Vapour-liquid phase behaviour of primitive models of ionic liquids confined in disordered porous media
本文提出一种结合标度粒子理论、Wertheim微扰理论和缔合平均球近似的理论方法，用于研究无序多孔介质中受限离子液体的气液相位行为，并分析了基质限制与阳离子非球形形状的影响。
2024-07-02 cond-mat.soft
Connectivity, Not Density, Dictates Percolation in Nematic Liquid Crystals of Slender Nanoparticles
我们表明，通过连续介质理论和模拟，几何渗流在单轴向列的硬细长颗粒是从根本上不同的各向同性分散体。在这种情况下，渗流对密度的依赖很弱，本质上是由定义连通性的距离准则决定的。这个意想不到的发现有其根源的非平凡的密度和取向顺序的程度之间的耦合，决定了平均数量的颗粒接触。簇中的碳原子比宽长得多，这表明使用向列相的纳米复合材料具有强烈的各向异性传输特性。
2019-03-06 cond-mat.soft
Ionic Capillary Evaporation in Weakly Charged Nanopores
使用变分场论，我们表明，限制在中性圆柱形纳米孔穿越低介电膜的电解质表现出一阶离子液体-蒸汽伪相变从离子渗透“液体”相到离子排斥“蒸汽”相，由纳米孔改性的离子相关性和介电斥力控制。对于带弱电荷的纳米孔，这种伪过渡存活下来，并可能揭示实验中观察到的纳米孔电导率快速切换背后的机制。
2010-10-10 cond-mat.soft
Lithium Ion Transport Mechanism in Ternary Polymer Electrolyte-Ionic Liquid Mixtures - A Molecular Dynamics Simulation Study
通过分子动力学模拟研究了PEO/LiTFSI和不同比例的离子液体N-甲基-N-丙基吡咯烷双（三氟甲烷）磺酰亚胺组成的三元聚合物电解质中锂的输运机理。这是由最近的实验发现[Passerini等人，电化学。Acta 2012，86，330-338]，其证明了这些材料相对于其二元对应物PEO/LiTFSI显示出增强的锂迁移率。为了掌握引起这些观察结果的潜在微观情景，我们采用了一种基于Rouse的分析阳离子传输模型[Maitra等人，PRL 2007，98，227802]，其最初被设计用于常规聚合物电解质。该模型描述了通过三种不同的机制，每个特征在于一个单独的时间尺度的阳离子传输。事实证明，在三元电解质中，基本上所有的锂离子都由PEO链配位，从而排除了离子液体分子的存在增强的传输机制。相反，离子液体的增塑作用通过增强PEO链的动力学以及因此也增强附着离子的运动而有助于增加锂迁移率。额外的重点放在预测锂扩散系数从模拟数据为各种链长和与实验数据的比较，从而证明了我们的方法的广泛适用性。
2013-02-20 cond-mat.soft
Mesoscale Organization and Dynamics in Binary Ionic Liquid Mixtures
通过宽带介电谱、动态力学谱、X射线散射和分子动力学模拟研究了介观结构对二元离子液体混合物动力学和离子输运的影响。发现混合物形成具有明显偏离净组分的加权贡献的宏观性质的不同液体。例如，它示出了在离子液体中的介观形态可以通过混合来调节，以相对于纯离子液体组分提高所得液体的静态介电常数高达100 $\%$。这种增强归因于与这些系统中的介观聚集体形态的变化相关联的界面动力学的复杂作用。这些结果表明通过控制疏溶剂聚集来设计离子液体的物理化学性质的潜力
2019-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Additive polarizabilities in ionic liquids
一个扩展的设计回归分析的几类离子液体的密度和折射率的实验数据产生统计平均原子体积和组成原子的极化率。这些值可以用来预测未知离子液体的分子体积和极化率，以及它的质量密度和折射率。我们的方法不需要关于离子液体的分子结构的信息，但事实证明，对碳的杂化状态的区分改善了整体结果。我们的结果不仅与实验数据进行了比较，而且与量子化学计算进行了比较。讨论了离子液体离子的分数电荷及其与极化率的关系。
2021-04-23 cond-mat.soft physics.chem-ph
Electrotunable friction with ionic liquid lubricants: how important is the molecular structure of the ions?
利用非平衡分子动力学模拟和离子液体的粗粒模型，研究了离子的形状和分子内电荷分布对离子液体纳米薄膜电调摩擦的影响.我们表明，电场引起显着的结构变化的膜，导致戏剧性的修改的摩擦力。本工作与以前的研究使用不同的模型的离子液体的比较表明，这里提出的现象适用于广泛的离子液体。特别是，电场诱导的滑移平面从固液界面的内部的膜和摩擦力的非单调变化的移动是离子润滑剂在强约束下的共同特征。我们还表明，离子的分子结构中起着重要的作用，在确定的电致伸缩和电溶胀的限制膜，因此显示的重要性，离子特定的电调谐摩擦的影响。
2015-08-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Structure and phase transitions into ionic adsorption layers on liquid interfaces
通过适当的热力学处理的表面活性剂离子之间的静电和非静电相互作用，以及热力学非局部性的影响的离子吸附层的结构进行了研究。分析也适用于相变到离子吸附层，进一步干扰的双电层和流体动力学稳定性的压缩波在薄的液体膜中的扩散-扩散结构。
2014-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Microstructures and Dynamics of Tetraalkylphosphonium Chloride Ionic Liquids
采用原子模拟方法研究了四烷基氯化磷离子液体中脂肪链长度对液体形态、微观离子结构和动力学性质的影响.的液体形态的特征在于海绵状的互穿极性和非极性网络的离子液体组成的四烷基鏻阳离子与短脂肪链。在四烷基鳞阳离子中的延长的脂肪族链导致由氯阴离子和阳离子中的中心极性基团组成的极性域在离子液体基质中部分或全部分离，这是由于其间的非极性域的逐渐膨胀。在总X射线散射结构函数的低和高$q$范围内分别观察到显著的极性交替峰和邻接相关峰，并且它们的峰位随着四烷基鏻阳离子中脂肪链的延长而逐渐向低q值移动。在中间q范围内记录的电荷交替峰表现出复杂的趋势，这是由于离子子组分的部分结构函数中的峰和反峰完全抵消。四烷基氯化鳞离子液体中的特定微观结构和液体形态本质上有助于不同的动力学，其特征在于平移扩散系数，van Hove关联函数和非高斯参数的非均相离子环境中的离子物种。四烷基磷正离子中脂肪链长度的增加导致van Hove关联函数和非高斯参数分别向更大的径向距离和更长的时间尺度移动，表明四烷基磷正离子和相应的氯离子的平移动力学不均匀性增强.
2017-09-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Interfacial structure and boundary lubrication of a dicationic ionic liquid
我们报告的正常的表面力和摩擦力的测量两个云母表面之间的纳米膜的双阳离子离子液体使用表面力天平。双阳离子离子液体1，10-双（3-甲基咪唑）癸烷二- [双（三氟甲基磺酰基）]酰亚胺形成纳米限制的层状结构，通过振荡结构力揭示。在不同的膜厚度进行摩擦测量显示量化的摩擦，即摩擦层被挤出和摩擦系数取决于表面之间的液体层的数量的不连续性。摩擦痕迹的细节表明液体状的薄膜，令人惊讶的是，随着水含量的增加，摩擦力降低，我们讨论了这些观察的可能机制。后一种特性在离子液体润滑剂不能与潮湿环境绝缘的应用中可能是有用的。这篇文章是为了纪念雅各布·N。Israelachvili
2019-07-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The role of surface material properties on the behavior of ionic liquids in nanoconfinement: A critical review and perspective
本综述批判性分析了表面材料性质对纳米限域中离子液体行为的影响，指出限域材料性质此前常被忽视，并提出了未来研究方向，以推动限域离子液体研究新方法的发展。
2024-10-11 cond-mat.soft physics.chem-ph
Transport properties of room temperature ionic liquids from classical molecular dynamics
室温离子液体（RTIL）由于其新颖的和高度可定制的性质在过去十年中吸引了科学界的广泛关注。然而，它们的高粘度对RTIL在实际应用中的使用造成严重限制。为了阐明RTIL传输特性背后的一些物理方面，广泛的经典分子动力学（MD）计算报告。体积粘度和离子电导率的丁基甲基咪唑基RTIL在很宽的温度范围内。分析了模拟参数对液体性质的依赖性，例如系统尺寸效应和相互作用势的选择。
2012-03-24 cond-mat.soft physics.chem-ph
Non-additive electronic polarizabilities of ionic liquids: Charge delocalization effects
本研究针对离子液体电子极化率问题，结合密度泛函理论计算与新的分子体积估算式，揭示电荷离域对极化率加和性的影响，为高折射率离子液体设计提供依据。
2024-01-29 cond-mat.soft physics.optics
Templated synthesis of cyclic poly(ionic liquid)s
带电荷的环状聚合物，例如环状DNA和多肽，在生物体中起着使能作用，但由于众所周知的双链效应，它们的合成具有挑战性。为了解决这一难题，我们开发了一种模板法来合成基于咪唑和吡啶的环状聚离子液体库。首先通过光诱导Diels-Alder点击反应合成了环状模板剂聚咪唑和聚2-吡啶。通过环状模板剂季铵化和阴离子复分解反应，合成了与不同抗衡阴离子配对的环状聚离子液体。
2019-04-24 cond-mat.soft physics.chem-ph
Modelling structure and ionic diffusion in a class of ionic liquid crystal-based solid electrolytes
本文通过分子动力学模拟与实验结合，设计并合成了一类基于萘基介晶单元和不同烷基链的新型层状相液晶电解质，揭示了烷基链长度通过影响纳米通道尺度而非单调地调控Li+电导率，并指出阴离子-Li+离子对相互作用对整体导电性能至关重要，为全固态锂电池电解质设计提供了新方向。
2024-02-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Importance of reorientational dynamics for the charge transport in ionic liquids
大多数离子液体含有至少一种表现出偶极矩的相当复杂的离子物质。在目前的工作中，我们提供了一个彻底的评估宽带介电谱的12个离子液体考虑到这些离子的经常被忽视的再取向动力学。我们确认，这种动态导致一个明确的弛豫签名的光谱，一个事实，到目前为止，只被认为是在以前的几个作品。所获得的再取向弛豫时间与早期的非弹性光散射和高频介电调查是一致的。评价我们的介电谱的重取向运动揭示了一个紧密耦合的离子旋转动力学的离子电荷运输在一个广泛的温度范围内从低粘度液体以上的室温深入到高粘度过冷状态接近Tg。这种耦合似乎并不介导的粘度，但可能是更直接的性质，指向一个旋转门机制，也被认为是塑料晶体离子导体。我们的研究结果表明，偶极离子的重取向运动起着重要的作用，迄今为止被广泛忽视的离子液体中的离子电荷传输。
2018-08-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Porous membranes built up from hydrophilic poly(ionic liquid)s
首次以水溶性聚离子液体（PIL）为原料，通过中和引发静电络合反应制备了多孔聚合物膜。多孔结构的形成是由于PIL和离子络合的同时相分离，这发生在PIL的非溶剂的碱性溶液中。这些膜具有刺激响应性孔隙率，分别在异丙醇和水中具有开孔和闭孔。这种性质在过滤实验中得到了定量证明，其中水通过膜的速度比异丙醇慢得多。
2016-09-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A natural ionic liquid: low molecular mass compounds of aggregate glue droplets on spider orb webs
本研究通过原位测量揭示蜘蛛圆网粘性液滴中至少含有水合胆碱二氢磷酸盐这一天然离子液体，其浓度调控糖蛋白修饰，且不损害蛋白质结构，为离子液体材料提供新模型。
2022-11-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Charge ordering induces a smectic phase in oblate ionic liquid crystals
本文报道了用计算机模拟研究一个由带相反电荷的旋转椭球组成的电中性混合体，椭球的长宽比为A = 1/3。相反，硬或软排斥椭球，这是纯粹的双折射，该系统表现出近晶-A相，其中等号的电荷是违反直觉地包装在垂直于双折射导演层。
2010-04-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Flexible and Actuating Nanoporous Poly(ionic liquids)- paper based Hybrid Membranes
多孔柔性驱动材料在智能系统的发展中具有重要意义。在这里，我们报告了一种简便的方法来制备可扩展的，灵活的驱动多孔膜的基础上聚（离子液体）改性的薄纸。目标膜性能曲线是基于聚（离子液体）网络的梯度多孔结构和薄纸的柔性的协同作用。梯度多孔结构的建立通过氨引发的静电络合的聚（离子液体）与聚（丙烯酸）（PAA），预先浸渍在薄纸。结果，这些多孔膜响应于气相或液相中的有机溶剂而经历弯曲变形，并且可以在空气中恢复其形状，这被证明能够用作溶剂传感器。此外，由于引入了机械柔性薄纸，使膜能够被设计为新的响应纺织品和收缩致动器，因此它们显示出增强的机械性能。
2017-05-04 cond-mat.soft physics.app-ph
Optimization-based design and analysis of tailor-made ionic liquids
溶剂占所有工业排放的三分之二。传统的有机溶剂很容易进入大气，因为它们具有高蒸气压，并且与气候变化，城市空气质量和人类疾病等一系列负面环境影响有关。另一方面，室温离子液体（RTIL）具有低蒸气压并且不易燃或易爆，从而导致更少的环境负担和健康危害。然而，人们对它们的生命周期环境影响以及淡水生态毒性影响知之甚少。RTIL是熔融盐，在相对较低的温度下以液体形式存在，具有独特的性质。离子液体由大的有机阳离子和电荷离域的较小尺寸和不对称形状的无机或有机阴离子组成。有机阳离子可以通过改性连接到基础阳离子骨架侧链的烷基而经历无限的结构变化，并且从化学合成的角度来看，由于其组分的容易制备性质，这些结构变化中的大多数是可行的。在功能上，离子液体可以通过切换阴离子/阳离子或通过将官能团引入阳离子/阴离子来调节以赋予特定的期望性质。据估计，理论上可以形成超过万亿的离子液体结构。由于它们的可调性质，这些熔融盐具有用作各种应用的溶剂的潜力。
2016-12-04 cond-mat.soft physics.chem-ph
Fragility, Stokes-Einstein violation, and correlated local excitations in a coarse-grained model of an ionic liquid
采用分子动力学模拟研究了室温离子液体1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐的粗粒模型的动力学行为。该模型的动态非均匀行为类似于脆弱的过冷液体。在室温或接近室温时，模型离子液体表现出缓慢的动力学，其特征在于非指数结构弛豫和亚扩散行为。结构弛豫时间与粘度密切相关，表现出超阿氏行为。局部激发，定义为超过阈值距离的离子的位移，被认为是主要负责的阳离子和阴离子的交替结构中的结构弛豫。随着温度的降低，激发变得越来越相关。这导致交换和持续时间的解耦，反映了斯托克斯-爱因斯坦关系的违反。
2010-02-03 cond-mat.soft physics.chem-ph
Are Room Temperature Ionic Liquids Dilute Electrolytes?
理解离子液体结构的一个重要问题是离子是否真正是“自由的”和可移动的，这将对应于浓缩的离子熔体，或者更确切地说是“结合”在离子对中，即具有小浓度的自由离子的离子对的液体。最近来自不同团体的表面力平衡实验对这个问题给出了相互矛盾的答案。提出了一个简单的离子液体中离子配对热力学和动力学模型。我们的模型考虑到屏蔽离子离子，偶极偶极和偶极离子相互作用的平均场限制。这个模型的结果表明，几乎三分之二的离子是免费的，在任何时刻，和离子对有一个短的寿命可比的特征时间尺度的扩散。这些结果表明，有没有特别的热力学或动力学偏好的离子居住在对。因此，我们得出结论，离子液体是浓缩的，而不是稀释，电解质。
2014-12-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
