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Formation of ion gels by polymerization of block copolymer/ionic liquid/oil mesophases.
Soft Matter ( IF 2.9 ) Pub Date : 2020-06-05 , DOI: 10.1039/d0sm00850h Alireza Bandegi 1 , Jose L Bañuelos 2 , Reza Foudazi 1
Soft Matter ( IF 2.9 ) Pub Date : 2020-06-05 , DOI: 10.1039/d0sm00850h Alireza Bandegi 1 , Jose L Bañuelos 2 , Reza Foudazi 1
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In this study, we introduce a new method of developing ion gels through polymerization of lyotropic liquid crystal (LLC) templates of monomer (styrene), cross-linker (divinylbenzene), ionic liquid (1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate), and amphiphilic block copolymers (Pluronic F127). The polymerization of the oil phase boosts the mechanical properties of the ion-conducting electrolytes. We discuss the effect of tortuosity induced by crystalline domains and LLC structure on the conductivity of ion gels. The ion transport in polymerized LLCs (polyLLCs) can be controlled by changing the composition of the mesophases. Increasing the block copolymer concentration enhances the crystallinity of PEO blocks in the conductive domains, which slows down the dynamics of PEO chain and ion transport. We show that by adjusting the composition of LLC mesophases, the mechanical strength of ion gels can be increased one order of magnitude without compromising the ionic conductivity. The polyLLCs with 45/25/30 wt% (block copolymer/IL/oil) composition has storage modulus and ionic conductivity higher than 1 MPa and 3 mS cm−1 at 70 °C, respectively. The results suggest that LLC templating is a promising method to develop highly conductive ion gels, which provides advantages in terms of variety and processing.
中文翻译：
通过嵌段共聚物/离子液体/油中间相的聚合形成离子凝胶。
在这项研究中，我们介绍了一种通过单体（苯乙烯），交联剂（二乙烯基苯），离子液体（1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸酯）的溶致液晶（LLC）模板聚合来开发离子凝胶的新方法。两亲嵌段共聚物（Pluronic F127）。油相的聚合提高了离子导电电解质的机械性能。我们讨论了由晶畴和LLC结构引起的曲折性对离子凝胶电导率的影响。聚合的LLC（polyLLC）中的离子传输可通过更改中间相的组成来控制。增加嵌段共聚物的浓度会增加PEO嵌段在导电域中的结晶度，从而减慢PEO链和离子迁移的动力学。我们表明，通过调节LLC中间相的组成，可以将离子凝胶的机械强度提高一个数量级，而不会损害离子电导率。具有45/25/30 wt％（嵌段共聚物/ IL /油）组成的polyLLC具有高于1 MPa和3 mS cm的储能模量和离子电导率-1在70°C下。结果表明，LLC模板是开发高导电性离子凝胶的一种有前途的方法，它在种类和加工方面均具有优势。
更新日期：2020-07-08
中文翻译：
通过嵌段共聚物/离子液体/油中间相的聚合形成离子凝胶。
在这项研究中，我们介绍了一种通过单体（苯乙烯），交联剂（二乙烯基苯），离子液体（1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸酯）的溶致液晶（LLC）模板聚合来开发离子凝胶的新方法。两亲嵌段共聚物（Pluronic F127）。油相的聚合提高了离子导电电解质的机械性能。我们讨论了由晶畴和LLC结构引起的曲折性对离子凝胶电导率的影响。聚合的LLC（polyLLC）中的离子传输可通过更改中间相的组成来控制。增加嵌段共聚物的浓度会增加PEO嵌段在导电域中的结晶度，从而减慢PEO链和离子迁移的动力学。我们表明，通过调节LLC中间相的组成，可以将离子凝胶的机械强度提高一个数量级，而不会损害离子电导率。具有45/25/30 wt％（嵌段共聚物/ IL /油）组成的polyLLC具有高于1 MPa和3 mS cm的储能模量和离子电导率-1在70°C下。结果表明，LLC模板是开发高导电性离子凝胶的一种有前途的方法，它在种类和加工方面均具有优势。
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