Análisis multiescala de mezclas binarias de líquidos iónicos basados en el catión imidazol y disolventes eutécticos profundos de origen natural

Abstract

Los líquidos iónicos y los disolventes eutécticos profundos representan una clase emergente de solventes que han ganado considerable atención debido a sus propiedades únicas y su potencial en aplicaciones sostenibles. En este trabajo de investigación se estudian las propiedades de mezclas binarias de líquidos iónicos con catión común imidazol ([EMIM][BF4] + [EMIM][EtSO4], [EMIM][EtSO4] + [EMIM][MeSO3] y [EMIM] [BF4] + [EMIM][MeSO3]) y disolventes eutécticos profundos formados por componentes de origen natural (HBD: ácido decanoico, ácido tetradecanoico, ácido octadecanoico, ácido (Z)-9-octadecenoico y ácido (Z,Z)-9,12-octadecadienoico; y HBA: mentol, timol, eucaliptol, D-carvone y geraniol). En este trabajo se integran de manera sinérgica técnicas experimentales y computacionales con el objetivo de analizar en profundidad la complejidad de las interacciones que rigen las propiedades de estas mezclas. De manera experimental, estas mezclas se caracterizaron mediante el análisis de propiedades termofísicas como son la densidad y la viscosidad, en función de su composición y la temperatura. Además, se tuvieron en cuenta las desviaciones de la idealidad y las propiedades de mezcla. A través del uso de métodos computaciones de mecánica cuántica y dinámica molecular, se llevaron a cabo simulaciones moleculares que aportaron información sobre las interacciones intermoleculares, incluido el comportamiento de los enlaces de hidrógeno y los efectos estéricos, en análisis de la difusión de los aniones en las diferentes interfaces o inferir los diferentes mecanismos de agregación. Este estudio multiescala proporciona una caracterización global de estas mezclas, aportando información que contribuye en la optimización del diseño de estos disolventes emergentes.