深共晶溶剂（DES）在一系列技术产品和工艺中有望成为传统溶剂的可持续替代品。从在没有水的情况下模拟生物环境来保存生物分子，到开发廉价和绿色的电解质，了解主导DES中静电相互作用的机制为研究DES开辟了新的途径。

近日，瑞典隆德大学Adrian Sanchez-Fernandez报道了首次研究了DES中的静电相互作用。利用小角中子散射探究了分散在1：2氯化胆碱：甘油和1：2溴化胆碱：甘油中的胶束体系中的粒子结构和粒子−粒子相互关系。

文章要点

1）实验结果表明，在DES中，长程相互作用占优势，且起源于静电。由于DES具有较高的离子强度，这些相互作用弱于类似体系在水溶液中的相互作用。然而，这种有效离子强度似乎远低于DES中的实际离子浓度（约2.5 M），这将导致可以忽略的远程静电。研究人员认为，这些静电相互作用的机制起源与产生于DES中的强离子对相互作用有关，其中溶剂内离子之间的强短程作用降低了DES中的表观离子强度。

2）研究发现，在胶体稳定性和蛋白质行为（protein behavior）中起关键作用的特殊离子效应可以调节DES中的胶束形态、表面活性剂的溶解性和远程静电相互作用。这些效应归因于胶束界面的反离子缩合，通过霍夫梅斯特序列（Hofmeister series）可以用来描述观察到的趋势。这些相互作用被经典地描述为水中的单离子对，其中溶剂化/缩合的自由能控制吸附的程度。然而，在DES中，机理似乎更为复杂，溶剂中的静电相互作用可能会影响反离子与表面活性剂的相互作用。

3）DES加入了高离子浓度(即浓电解质和离子液体)溶剂的行列，挑战了人们对静电相互作用的传统理解。因此，这项研究将对基础研究和应用研究产生不同的影响。例如，更好地理解DES中的静电和离子特异性效应有望指导新胶体体系的开发，为生物分子的稳定和功能设计新的环境，以及使用DES制备可持续的电解质。此外，这些结果还有助于发展描述浓离子环境中静电相互作用的基准理论。

参考文献

Adrian Sanchez-Fernandez, et al, Long-Range Electrostatic Colloidal Interactions and Specific Ion Effects in Deep Eutectic Solvents, J. Am. Chem. Soc.，2021

DOI: 10.1021/jacs.1c04781

https://doi.org/10.1021/jacs.1c04781