リバーシブル写真付きイオン液体

Scientific Reports volume 13、記事番号: 13766 (2023) この記事を引用

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刺激応答性イオン液体は、さまざまな分野での応用として大きな注目を集めています。 ここでは、可逆的な光誘起導電率制御を有する 3 種類のアゾベンズイミダゾール イオン液体を設計および合成しました。 水溶液中でのＵＶ／可視光照射下での電気伝導率の変化を研究し、光応答伝導率の制御に対するアゾベンゼンを含むイオン液体の化学構造と濃度の影響を議論した。 結果は、イオン液体水溶液を紫外光に曝露すると、その導電率が大幅に増加することを示しました。 より長いアルキル鎖をもつイオン液体は、導電率がさらに大きく増加し、最大 75.5% まで増加しました。 その後、可視光を照射すると、溶液の電気伝導率は初期値に戻りました。 アゾベンゼンイオン液体水溶液の可逆的な光誘起導電率制御のメカニズムをさらに調査したところ、これは、UV/可視光照射下でのアゾベンゼンの異性化によって引き起こされる水溶液中でのイオン液体凝集体の形成/解離に起因する可能性があることが示され、その結果、可逆的な導電率制御。 この研究は、光応答性イオン液体の分子設計と性能制御の方法を提供し、光伝導スイッチングおよびマイクロ光制御特性を備えたデバイスへの応用が期待されていました。

刺激応答性イオン液体とは、CO21、2、3、4、5、6、温度7、8、9、10、pH11、12、13、14 などの外部刺激条件下で物理的および化学的特性が対応して変化するイオン液体です。 、酸化還元 15、16、磁性 17、18、光 19、20、21、22、23、24 など。これらのイオン液体は、その独特の刺激応答能力により、特定のプロセスのニーズを満たすことができ、制御された分野での応用に大きな期待を寄せています。薬物送達、センサー、光電変換および触媒25、26、27、28、29。 重要な刺激方法である光には、安定した信号、正確な刺激部位、迅速な切り替え、遠隔制御機能などの利点があり、刺激プロセスに他の物質が導入されないという事実により、実用化において比類のない利点が得られます。 。 一般的な光応答性官能基の 1 つであるアゾベンゼンとその誘導体は、高い環境感受性と可逆性、簡単な合成手順、優れた光安定性と再利用性により、光応答性イオン液体の研究で最も広く使用されている官能基の 1 つです 30,31,32,33 、34、35。 イオン液体にアゾベンゼン基を付加することにより光応答性イオン液体が生成され、様々な分野での応用が期待されます。

溶液の導電率の制御は、電解質溶液における重要な物理化学的パラメーターです。 これは、光電子変調や自己修復電子デバイスに重要な用途があります36。 Zhangら20は、アゾベンゼン基を含む一連のイミダゾールイオン液体を合成した。 有機溶媒中のこれらのイオン液体の導電率に対する UV 照射の影響を調査しました。 イオン液体の導電率は、アセトン、クロロホルム、エーテル、シクロヘキサン中の UV 光による影響を最小限に抑えました。 ただし、ジクロロメタン、酢酸エチル、テトラヒドロフラン中ではさまざまな程度に還元されました。 光照射前の0.9倍に低減でき、さらに可視光照射を行うことで系の導電率を初期値に戻すことができます。 これらのアゾベンゼンイオン液体は疎水性であるため、有機溶媒中での導電率制御のみが研究されており、そのような系での制御効率は比較的低かった。 新しいクラスの無機アゾベンゼン塩も Wang らによって調製され 37、得られたアゾベンゼン化合物は、光異性化によって引き起こされる極性およびイオン化プロセスの変化に関連している可能性がある、顕著かつ可逆的な光応答性導電率挙動を示し、エネルギー変換を実証しました。分子デバイスとしての無機アゾベンゼンの分子レベルでの構造変化により、光から電気へ。