研究人员利用一种特殊的样品夹具以便在显微镜下观察离子液体。

版权：CAU, Denis Schimmelpfennig

离子液体是一种有机熔融盐、尽管其不含水，但是有的离子液体在室温下甚至为流体。离子液体的这种属性使其在许多实验及工业生产中备受亲睐。因为水在极小的电压下都会发生电离，从而会破坏或者阻碍其他主要的电化学反应；此外，水分子包裹住其他离子，会干扰化学过程。而离子液体完全由离子组成，化学反应更彻底。

离子液体是近几年的研究热点，引领大量新化合物的发现。这些化合物的应用范围较广：既可作为电池、燃料电池或染料太阳能电池中的电解质，也可作为沉积薄铝涂层时的电镀浴，还可应用在半导体材料中。这些化合物在室温下比较容易操控，应用广泛，还能节省能源。

然而目前几乎没有数据能说明离子液体中的电化学反应在分子水平上是怎样进行的，也没有数据显示分子在电极表面上是如何排列的。对于水性液体中的电化学反应，人们已经利用现代显微技术研究了几十年，而离子液体的类似研究却一直不太成功。“对于传统显微仪器来说，分子的移动速度太快了，”基尔大学的Olaf Magnussen教授解释说。他的研究团队利用一种自制的扫描调制显微镜，成功捕获了上述谜团。

Magnussen的同事Rui Wen博士负责录像，从视频中可以看到那些不到1纳米的液体分子是如何在施加电压的情况下与金电极进行反应的。当电极不带电时，这些分子与普通液体分子一样，毫无序列且移动迅速；随着电压增加，这些分子则在电极表面水平排列，最终这些分子则调整成垂直排列状态，与此同时，分子逐渐丧失移动性。“这些图像是独一无二的，能帮助我们更好地描述离子液体中的电极过程，形成理论，”Magnussen说，“这不仅对基础研究极为重要，对实际应用也非常有用”。

为了能在基尔大学进行研究，Rui Wen申请并获得了Alexander vonHumboldt 基金。“正是这种特殊的显微方法吸引我来到基尔大学”，Wen说。Rui Wen来自中国，在基尔大学的两年期间她研究了一系列离子液体，其最近发表的论文研究是关于含二(2,2,2-三氟乙基)-甲基磷酸酯（BMP）的离子液体，BMP是电池研究人员极为感兴的。

基尔大学的研究成果有助于人们更好地理解离子液体，从而能将其调整并应用到环境友好型产品上。对于Rui Wen本人来说，研究已经取得了回报：她已经收到来自中国科学院的职位邀请，在北京成立她自己的研究团队。

新材料在线编译整理——翻译：李湖燕    校正：摩天轮