美国能源部 氟化盐的模拟演示阳离子排列
电负性氟原子(绿色)的加入导致与固相中的正电性磷中心(橙色)对齐，导致降低熔点的相互作用
学分:布鲁克斯·拉比多，南阿拉巴马大学，化学与生物分子工程和皇家化学学会 尽管相反的电荷总是相互吸引，但它们并不总是尽可能紧密地相互作用
在一项新的研究中，研究人员使用分子模拟和实验相结合的方法来证明微妙地改变由离子组成的化合物中带正电荷的阳离子的结构的效果
这些变化促使阳离子在物质的固相中相互排列
这减少了固相中阳离子和带负电荷的阴离子之间的一些潜在相互作用
这种阳离子排列还会降低离子化合物的熔点，通常会显著降低
许多化学过程需要液体作为化学反应的溶剂、润滑剂、传热流体
液体在这个过程中经常蒸发
这会产生有害的排放物
液体离子化合物(离子液体)为这个问题提供了一个解决方案，因为它们具有非常低的挥发性，这意味着它们不太可能蒸发
一些离子液体在高温下是稳定的，但是它们的熔点对于实际应用来说可能太高
这项工作的结果为科学家提供了一套设计低熔点离子化合物的新工具
这些结果将使科学家能够设计离子化合物，用于更广泛的温度和应用
离子液体是盐，在使用温度下是液体
这些液体在环境友好的过程中具有多种潜在用途
特别是，热稳定的离子液体显示出作为高温溶剂和传热流体的前景
然而，这些离子液体可以具有远高于室温的熔点
这限制了它们在较低温度下的加工性能
因此，了解如何降低这些化合物的熔点将扩大它们的潜在用途，并使依赖它们的技术成为可能
科学家们知道，结构变化，特别是那些赋予显著不对称性的结构变化，会降低多种化合物的熔点
这些结构修饰不可能同时保持化合物的热稳定性，因为许多常见的化学结构具有低的热稳定性
研究人员在目前的研究中表明，细微的结构变化也会增加阳离子的偶极矩，从而显著降低熔点
计算模拟提供了分子水平的洞察力，并证明偶极矩的增加导致阳离子在固相中相互排列
这反过来会阻碍阴离子/阳离子的相互作用，并增加固相焓(系统中热量或功的量度)
固相焓的增加降低了熔化焓，导致熔点降低
该研究为通过改变偶极矩来降低结构相似的离子液体的熔点提供了设计准则
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