元素百科介绍中国科学家对离子液体结构效应关系的评论。最近，《化学评论》在线发表了中国科学院工程研究所所长张锁江院士研究小组的最新评论文章 Studies on Ionic Liquids本文介绍了离子液体结构效果研究的最新进展。
张锁江说：“这是迄今为止第一篇综述性文章发表在《化学评论》中，从多个尺度了解离子液体的结构关系，为促进离子液体的工业化提供了重要的参考和理论依据。”
离子液体经历了近20年的发展。由于其低熔点、高化学和热稳定性、宽电化学窗口、可调性等优良性能，已广泛应用于化学、物理、材料、空间、食品等领域，其价值和前景受到广泛关注。然而，离子液体的性质和应用取决于其内部微结构和离子之间的相互作用。
张锁江指出，到目前为止，虽然已经发表了许多与离子液体结构相关的综述性文章，但这些文章从单一尺度了解离子液体，主要集中在离子液体分子结构上，少数涉及离子液体的介观尺度结构。
化学理论和计算机科学的发展已经将化学工程带入了一个多尺度研究的时代，不同尺度之间的关联和对热力学性质的准确预测已成为一个重要的研究课题。张锁江说：“离子液体工业化面临的问题也需要多尺度的解决方案，单元尺度（流量、传输和反应器设计）和系统集成（尺度）已成为离子液体实现工业应用的核心。”
研究小组的文章分为八个部分。首先，总结了离子液体的结构组成，重点讨论了结构-性质的结构关系，从而引起了对微观和宏观的直接相关理解，为离子液体的多尺度研究提供了基础。
结合本研究小组的研究成果，本文主要讨论了分子尺度的四个尺度结构（molecular scale）、介观尺度 （mesoscale）、单元尺度（unit scale）和系统集成（process integration）研究进展，全面介绍离子液体时空多尺度研究的现状。详细介绍了相关的计算模型和方法，针对每个不同尺度的结构。“需要强调的是，虽然多尺度研究集中在模拟和计算上，但实验方法也是必不可少的，本文还介绍了许多重要的实验结果。”
在分子尺度方面，本文主要介绍了离子液体阴阳离子的结构和相互作用。结合研究小组以往的研究结果，特别讨论了离子液体的氢键和网络结构，以及对反应和性质的影响。介观结构主要是指大于10nm的离子簇，这取决于离子液体的相互作用，主要是静电和范德华力，对离子液体的性质有重要影响。离子液体在气液和液固界面上也形成簇状结构。
在单元规模方面，本文讨论了离子液体反应器中气液两相流动力学模型和热量和质量的传递规律。基于这些研究，设计了不同结构的反应器，包括鼓泡床、固定床和微反应器。
在系统集成方面，本文介绍了离子液体热力学性质的预测模型、多目标优化方法、环境评价方法和典型应用过程模拟。最后，研究小组展望，虽然离子液体在多尺度研究方面取得了巨大的发展，但需要进一步研究，特别是计算方法需要开发特殊离子液体系统的模型和算法，以实现更大规模的离子液体模拟计算。
