Os líquidos iónicos são líquidos que consistem exclusiva ou quase exclusivamente em iões. Exibem, portanto, condutividade iónica. Esta definição inclui líquidos que são tradicionalmente conhecidos como sais fundidos, que possuem pontos de fusão elevados. Ao longo das últimas duas décadas, a utilização do termo "líquidos iónicos" tem sido geralmente limitada aos líquidos, tal como definido acima, que apresentam pontos de fusão ou temperaturas de transição vítrea inferiores a 100°C. São tipicamente sais orgânicos ou misturas eutéticas de um sal orgânico e de um sal inorgânico.
As soluções aquosas de sais não são classificadas como líquidos iónicos porque não consistem exclusivamente em iões. Os líquidos, como o nitrato de etilamónio, que consistem quase exclusivamente em catiões e aniões com apenas uma pequena quantidade de espécies moleculares, são classificados como líquidos iónicos.
As misturas binárias que são líquidas e consistem inteiramente em iões, como os sistemas haloaluminatos, são também conhecidas por líquidos iónicos.
Os líquidos iónicos que são líquidos à temperatura ambiente ou perto dela são frequentemente designados por "líquidos iónicos à temperatura ambiente".
De entre as vantagens associados aos líquidos iónicos contam-se: a enorme abundância de espécies pois existem mais de 1500 opções de líquidos iónicos mas teoricamente podem chegar aos milhões de opções; a pressão de vapor negligenciável; a não inflamabilidades; a estabilidade térmica; a diversidade de solubilidades e miscibilidades; a possibilidade de serem hidrofílicos ou hidrofóbicos; versatilidade eletroquímica; compatibilidade com meios aquosos e solventes orgânicos; e a sua alegada reciclabilidade
Fonte: M. Freemantle, An Introduction to Ionic Liquids, 2010, Royal Society of Chemistry, Reino Unido
Popularidade a nível mundial
De acordo com o portal Trends da Google, o termo ionic liquid encontra-se com tendência de interesse estável desde 2004, tendo fechado 2023 com 50 pontos relativos de interesse, valor médio em torno do qual tem orbitado. Dois picos máximos de interesse foram registados em 2004 (com 100 e 90 pontos de interesse), e um terceiro, de menor intensidade, em Março de 2022 (com 70 pontos).
Do ponto de vista geográfico, a maior foco interesse situa-se na Coreia do Sul (100 pontos, máximo da escala de interesse), seguindo-se China (73 pontos), Etiópia (57 pontos), Singapura (52 pontos) e Malásia (42 pontos). A título de curiosidade, Portugal pontua 26 e o Brasil nulo (<1 pontos), e os resultados não melhoram caso a pesquisa seja feita em língua portuguesa (líquido iónico ou iônico).
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Popularidade em investigação
A investigação em líquidos iónicos evoluiu a ritmo constante entre 2000 e 2010, com uma média de 7800 nvoas publicações por ano. Aumentou para 17300 novas publicações por ano entre 2010 e 2020. E nos últimos 3 anos foram publicados em média 34 900 novos artigos por ano. Desde 2000 a literatura neste tema atinge 386,5 mil publicações científicas.
Organizando todas as publicações em termos de grandes áreas científicas observa-se que o tema é dominado pela área de Química (162 mil publicações); seguindo-se Ciência dos Materiais (127,7 mil); e Engenharia Química (104,5 mil). Em quarta e quinto lugar surgem as áreas de Bioquímica, Genética e Biologia Molecular (93,3 mil); e Ciência Ambiental (59,1 mil).
Popularidade em patentes
Os dados mundiais de patentes disponibilizados pelo serviço Google Patentes - organizados por triénios - mostram que aparecimento de patentes ocorre nos finais da década 90, e cresce a partir do ano 2001, atingindo um máximo no triénio 2013-2016, seguindo-se uma queda. Em 2019-2022 o numero de patentes regressou para próximo dos valores observados em 2001-2004.
Observa-se uma considerável dispersão de proprietários. Os dois maiores proprietários individuais de patentes, somam juntos 8.1 % do total, sendo eles:
- Chevron U.S.A. Inc. | 4.3 %
- Instituto de Engenharia de Processos, Academia Chinesa de Ciências | 3.7 %
A seguir a estes, surgem com cerca de 1 % um total de 8 entidades académicas chinesas:
- Universidade de Tecnologia Química de Pequim | 1.3 %
- Universidade de Tecnologia do Sul da China | 1.3 %
- Universidade de Ciência e Tecnologia de Kunming | 1.3 %
- Universidade de Zhejiang | 1.2 %
- Universidade de Tecnologia de Zhejiang | 1.2 %
- Universidade de Ciência e Tecnologia de Qingdao | 1.2 %
- Instituto de Física Química de Lanzhou, Academia Chinesa de Ciências | 1.1 %
- Universidade Florestal de Nanjing | 1.1 %
- Universidade de Tecnologia de Hebei | 1.1 %
Imagem: Patente
US10131596B2, Electrodeposition in ionic liquid electrolytes,
detida pela empresa Xtalic Corp
Imagem: Patente
US10435642B2, Ionic liquids containing symmetric quaternary phosphonium cations and phosphorus-containing anions, and their use as lubricant additives, detida pela empresa UT Battelle LLC
Perspetivas de mercado
De acorco com a empresa de estudos de mercado
Verified Market Research, o
mercado de líquidos iónicos valia 51,23 milhões de dólares em 2024, e deverá crescer a uma taxa CAGR de cerca de 9,26 % de 2024 a 2031.
O crescimento do interesse pela química verde e processos industriais sustentáveis move este mercado. (…) A sua utilização em sistemas de armazenamento de energia, como baterias e supercondensadores, também está a aumentar a procura do mercado, devido ao impulso global para energias renováveis e soluções de armazenamento eficazes.
(...) Além disso, a investigação e o desenvolvimento contínuos estão a expandir as potenciais aplicações dos líquidos iónicos numa variedade de indústrias, incluindo farmacêuticos, biotecnologia e síntese de materiais avançados, que está a impulsionar a expansão do mercado. As características únicas dos líquidos iónicos, juntamente com o apoio governamental para atividades ecologicamente amigáveis, são razões essenciais que impulsionam a adoção e a expansão comercial.
(…) O fabrico de líquidos iónicos requer procedimentos de síntese sofisticados e dispendiosos, que contribuem significativamente para os seus elevados custos de fabrico. Esta barreira financeira é um impedimento fundamental para a adoção generalizada, especialmente em pequenas e médias empresas. Por exemplo, as despesas das matérias-primas e a necessidade de equipamento especializado para a síntese líquida iónica podem resultar em preços mais elevados do que os solventes tradicionais.
(…) Alguns dos jogadores proeminentes que operam no mercado de líquidos iónicos incluem:
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