O crescente interesse em materiais porosos é observado para a sorção de gases, catálise, tratamento de água, separação, armazenamento de energia eletroquímica, sensores, condução de protões, biomedicina e optoeletrónica [1].
Materiais porosos são espaços vazios dentro de uma estrutura estruturada tendo, consequentemente, elevadas áreas de superfície para interação com átomos, iões ou moléculas externas. No entanto, o controlo sobre a arquitetura porosa e funcionalização para aumentar as interações continua um desafio técnico [2].
Líquidos iónicos (ILs), sais orgânicos compostos de catiões orgânicos combinados com aniões orgânicos ou inorgânicos com pontos de fusão abaixo de 100⁰C, têm sido utilizados para a preparação de alguns desses materiais [3-7]. Uma característica importante dos ILs, é a possibilidade de formular várias combinações de catiões e aniões o que significa que as propriedades dos ILs são ajustáveis de acordo com o problema a que se destinam [8,9].
Mais recentemente, surgiram os poli(líquidos iônicos) (PILs), que unem as características únicas dos LIs com uma estrutura macromolecular. Com isso têm maior estabilidade mecânica, melhor processabilidade, durabilidade e controlabilidade sobre meso- a nanoestruturas. A processabilidade avançada desses compostos é relevante para aplicações industriais nas áreas acima mencionadas para materiais porosos [10-13].
A estratégia para o desenvolvimento de materiais porosos diferenciados a partir de PILs tem focado principalmente polímeros orgânicos porosos iónicos (IPOPs) [5,14], e mais recentemente polímeros molecularmente impressos (MIPs) [15] e aerogéis [16]. Portanto, novos materiais estão a ser desenvolvidos combinando PILs com porosidade para aumentar a eficiência e a seletividade. Para o sucesso desta abordagem, o equilíbrio das funcionalidades dos PILs e a porosidade do próprio material é crucial.
Para obter um material com características de IL e porosidade, várias abordagens podem ser realizadas, seja por síntese direta de IPOPs, por suporte de porções iônicas em materiais porosos pré-formados, ou usando uma combinação das anteriores [17]. Os IPOPs são materiais orgânicos porosos com backbones carregados positiva ou negativamente e contra-íons livres. Entre outras possibilidades, os IPOPs podem ser obtidos por polimerização[1] de monômeros de LI ou copolimerização de LIs com outros monômeros [19]. Os materiais resultantes apresentam baixa densidade aparente, maior área superficial e volume de poros, combinando a versatilidade química dos LIs com a arquitetura espacial, maior estabilidade mecânica e processabilidade intrínseca das arquiteturas poliméricas. Além disso, é possível alterar suas propriedades físico-químicas facilmente através da troca de contra-íons [19]. A porosidade em polímeros é de extrema importância para aplicações como ambientais, catálise, armazenamento de energia e sensores [5-7]
(...) Em relação às estruturas dos PILs, os catiões à base de imidazol são a grande maioria dos casos estudados. No entanto, existem outras famílias de cattiões que ainda precisam ser exploradas, como pirrolidínio, amónia, piridínio, fosfónio ou sulfónio.
Os PILs porosos aumentaram o tamanho dos poros quando comparados aos PILs tradicionais, e esse recurso oferece novas aplicações. No entanto, a homogeneidade porosa ainda está por assegurar. A introdução de um template durante a polimerização (MIP) foi demonstrada como uma alternativa para melhorar o reconhecimento de moléculas alvo, aumentando a seletividade e especificidade do material.
O principal desafio desta metodologia é encontrar a condição ideal, no que diz respeito à relação molde/monómero funcional/ reticulante e, consequentemente, alto fator de impressão.
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Fonte: Barrulas, R. V., Zanatta, M., Casimiro, T., & Corvo, M. C. (2021). Advanced porous materials from poly(ionic liquid)s: Challenges, applications and opportunities. Chemical Engineering Journal, 411, 128528.