イオン液体のコロイドの安定性から、ユニークなメディアを使用した高度な柔らかい材料まで

魅力的な特性により、イオン液体（IL）は現在、有機溶媒と電解質溶液の代替品として、およびコロイドシステムの合成および分散媒体として多くの注目を集めています。コロイドの安定性は、ILSと組み合わせたコロイドシステムの特性と性能を決定する上で重要な要素です。ILSの顕著な特性は、主にその高度なイオン性に由来します。このような高いイオン強度は、水性および有機懸濁液にコロイド凝集を引き起こすことがよくありますが、いくつかのコロイド粒子は、安定剤なしでILSでよく懸濁することができます。この記事の最初の部分では、裸およびポリマーとグラフトのシリカナノ粒子のコロイド安定性を調査するために実施された最近の実験と、シリカ基質とILSの間の表面力について焦点を当てています。コロイド粒子（すなわち、静電、立体、および溶媒和の力）間の3つの異なる反発も強調されており、その後、存在下および安定剤の両方でILSの安定化メカニズムの観点から結果の可能な解釈が提案されています。この記事の後半部分は、ILSを使用したコロイド柔らかい材料に関する最近の研究の概要を示しています。ILSのシリカコロイドの分散状態に基づいて、2つの異なる柔らかい材料、コロイドゲルとILSのコロイドガラスが製造されました。イオン輸送、レオロジー特性、光学特性などの機能的特性と、コロイド材料の微細構造との関係も説明されています。

Owing to their fascinating properties, ionic liquids (ILs) are now receiving a great deal of attention as alternatives to organic solvents and electrolyte solutions and as synthetic and dispersion media for colloidal systems. Colloidal stability is an essential factor in determining the properties and performance of colloidal systems combined with ILs. The remarkable properties of ILs primarily originate from their highly ionic nature. Although such high ionic strength often causes colloidal aggregation in aqueous and organic suspensions, some colloidal particles can be well suspended in ILs without any stabilizers. In the first part of this article, we focus on recent experiments conducted to investigate the colloidal stability of bare and polymer-grafted silica nanoparticles and on the surface force between silica substrates and ILs. Three different repulsions between colloidal particles (i.e., electrostatic, steric, and solvation forces) are also highlighted, after which a possible interpretation of the results in terms of the stabilization mechanism in ILs both in the presence and in the absence of stabilizers is proposed. The latter part of this article provides an overview of our recent studies on colloidal soft materials with ILs. On the basis of the dispersed states of the silica colloids in ILs, two different soft materials, a colloidal gel and a colloidal glass in ILs, were fabricated. The relationship between their functional properties, such as ionic transport, rheological properties, and optical properties, and the microstructure of the colloidal materials is also described.