I liquidi ionici a temperatura ambiente rappresentano una classe di materiali di notevole interesse applicativo per la loro trascurabile tensione di vapore e la modulazione delle loro proprietà chimico-fisiche.
Si tratta di sali organici caratterizzati da un catione di grosse dimensioni, asimmetrico e con una o più catene alchiliche ed un anione tipicamente fluorurato. La delocalizzazione delle cariche su questi composti é tale da de-stabilizzare la fase cristallina, cosi da rendere stabile la fase liquida su un ampio intervallo di temperatura.
Coerentemente con la natura amorfa dello stato liquido di questi sistemi la loro morfologia dovrebbe manifestare un ordine a corto-medio raggio associato alle interazioni repulsive e dispersive ed alle interazioni coulombiane, mentre dovrebbe essere a-strutturato su scale dei nanometri.
Impiegando tecniche di diffrazione di raggi X, abbiamo messo in evidenza che, contrariamente a tali modelli, questi materiali nel loro stato liquido sono caratterizzati da un elevato grado di organizzazione strutturale sulla scala dei nanometri.
Il modello strutturale che abbiamo proposto per questa morfologia ipotizza che le porzioni cariche del materiale si organizzino ottimizzando la struttura a seguito delle forti interazioni coulombiane. D'altra parte le catene alchiliche (che sono fortemente apolari) tendono a dar luogo a fenomeni di segregazione, formando dei veri e propri domini strutturali. La morfologia e' dunque caratterizzata da 'gocce' di catene alchiliche (oleose) immerse in una matrice carica tridimensionale.
Questo modello strutturale che prevede una nano-strutturazione a seguito di auto-aggregazione si dimostra di grande utilità nel razionalizzare una serie di proprietà chimico-fisiche di questi materiali, come la dipendenza della viscosità dalla lunghezza della catena.
Questa interessante morfologia potrà avere importanti sbocchi applicativi in vari campi come la separazione di composti chimici, la sintesi di nano-particelle e la catalisi.
I risultati di questo studio sono stati pubblicati: "Nanoscale Segregation in Room Temperature Ionic Liquids" Journal of Physical Chemistry 118 (2007) 4641 (A. Triolo, O. Russina, H.-J. Bleif, E. Di Cola). A conferma dell'importanza di tali risultati, il lavoro e' stato indicato come 'Most Cited JPCB Paper' tra quelli pubblicati nel 2007 e 'Hot Paper' nel marzo 2008 (Fonte: Web of Science, ISI).
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