基于跟蹤RTILs中粒子動力學的特殊數值方法和理論方法,研究人員發(fā)現(xiàn),大多數時候,正離子和負離子以中性對或團簇的形式共存,形成了一種不能導電的中性物質。然而,正離子和負離子會在液體的不同部分成對地以帶電粒子的形式出現(xiàn),使液體具有導電性。
這些離子的出現(xiàn)是由熱波動引起的。突然間,這些離子隨機地從周圍的液體中獲得一部分能量,這有助于它們從“成對”的中性狀態(tài)中釋放出來,成為自由帶電粒子。然而,這種狀態(tài)只是暫時的:一段時間后,當它們與另一個帶相反電荷的離子結合時,就會回到它們成對的中性狀態(tài)。
當這種情況發(fā)生時,液體中其他地方的另一對離子分裂成自由帶電粒子,從而維持液體的導電性和電流,就像一場正在進行的電荷“接力賽”。這與在晶體半導體中觀察到的行為相似,由于溫度波動,正電荷和負電荷載流子也成對出現(xiàn)。因此,預計在未來的RTILs中還可能發(fā)現(xiàn)在半導體中觀察到的豐富多樣的物理現(xiàn)象。
正如半導體中的這些現(xiàn)象被廣泛應用于許多領域一樣,這項研究揭示了RTILs也有潛力被以新的、創(chuàng)新的方式加以利用,可能的用途從超級電容器、燃料電池和電池到各種動力裝置。
布里安托夫教授是應用數學教授,也是萊斯特大學該項目的負責人。他說:“對RTILs導電機理的了解,似乎為設計具有理想電性能的離子液體開辟了新的領域?!?/span>