p Uma investigação colaborativa revelou um novo insight sobre como os líquidos iônicos à temperatura ambiente (RTILs) conduzem eletricidade, o que pode ter um grande impacto potencial para o futuro do armazenamento de energia. p A pesquisa se concentra no debate em torno do mecanismo físico da condutividade elétrica dos RTILs. Seus íons orgânicos positivos e negativos carregados os levam a ser bons condutores, mas a condutividade parece paradoxal. Sua alta condutividade surge de sua alta densidade de íons carregados dentro do líquido, mas essa densidade também deve significar que os íons positivos e negativos estão próximos o suficiente para neutralizar um ao outro, criando novos, partículas neutras que não podem suportar uma corrente elétrica. A modelagem tenta identificar como a condutividade é mantida em RTILs à luz desses fatores contraditórios.

p A pesquisa envolveu um grupo internacional de pesquisadores, incluindo o Professor Nikolai Brilliantov da University of Leicester e liderado pelo Professor Alexei Kornyshev do Imperial College London e o Professor Guang Feng da Huazhong University of Science and Technology.

p Os pesquisadores elaboraram métodos numéricos especiais e abordagens teóricas para rastrear a dinâmica das partículas em RTILs. Eles descobriram que, a maior parte do tempo, íons positivos e negativos residem juntos em pares ou clusters neutros, formando uma substância neutra que não pode conduzir eletricidade. De vez em quando, no entanto, íons positivos e negativos emergem aos pares como partículas carregadas em diferentes partes do líquido, tornando o líquido condutor.

p O surgimento desses íons é causado por flutuações térmicas. De repente e aleatoriamente, os íons recebem uma parte da energia do fluido circundante, o que os ajuda a se libertarem do estado neutro "emparelhado" e se tornarem partículas carregadas livres. Este estado é apenas temporário, no entanto:depois de algum tempo, eles irão retornar ao seu estado neutro pareado conforme eles se juntam a outro íon de carga oposta.

p Enquanto isso acontece, outro par iônico em outro lugar no líquido está se dividindo em partículas carregadas livres, sustentando assim a condutividade do líquido e sua corrente elétrica em uma espécie de "corrida de revezamento" contínua de cargas. Isso é semelhante ao comportamento observado em semicondutores cristalinos, onde os portadores de carga positiva e negativa também surgem em pares devido a flutuações térmicas. Portanto, espera-se que uma grande variedade de fenômenos físicos observados em semicondutores também possam ser revelados em RTILs no futuro.

p Assim como esses fenômenos em semicondutores são explorados para muitas aplicações, esta pesquisa revela que também pode haver potencial para os RTILs serem explorados de maneiras novas e inovadoras, com possíveis usos que variam de supercapacitores, células de combustível e baterias para vários dispositivos de energia.

p Professor Brilliantov, Cadeira em Matemática Aplicada e líder da Universidade de Leicester no projeto, disse:"A compreensão do mecanismo de condutividade dos RTILs parece abrir novos horizontes no projeto de líquidos iônicos com as propriedades elétricas desejadas."