Ioliomica este o direcție de cercetare dedicată studiului ionilor în faze lichide sau lichide, unde atenția principală este acordată caracteristicilor fundamentale ale interacțiunilor ionice. [1] Această direcție științifică a fost formulată pentru prima dată în publicația oamenilor de știință ruși dedicată lichidelor ionice . [2] Numele este o combinație a cuvintelor IOns (ioni), LIquids (lichide) și -OMICS (omics). Ioliomica se ocupă cu domeniul larg de cercetare în structura, proprietățile și aplicațiile ionilor în diferite sisteme biologice și chimice. Conceptul de ioliomică este similar cu alte discipline științifice complexe, cum ar fi genomica , proteomica , glicomica și petroleomica , care au „omics” în numele lor, indicând vastitatea și diversitatea datelor. [3]
Natura interacțiunilor chimice și descrierea lor este una dintre problemele fundamentale ale chimiei. Conceptele de legături covalente și ionice , apărute la începutul secolului al XX-lea, subliniază diferențele fundamentale dintre structurile electronice ale acestor interacțiuni. Aceste diferențe structurale, la rândul lor, conduc la diferențe semnificative în comportamentul compușilor covalenți și ionici atât în soluție , cât și în faza solidă [4] . În faza solidă, compușii ionici, cum ar fi sărurile , formează de obicei rețele cristaline ; în solvenți polari, se disociază în ioni înconjurați de învelișuri de solvat, formând soluții cu conductivitate ionică ridicată. [5] Spre deosebire de legăturile covalente , interacțiunile ionice sunt foarte dinamice, permițând compușilor ionici să fie „reglați” pentru a obține proprietățile dorite.
Compușii ionici interacționează activ cu solventul , iar aceste interacțiuni pot avea un efect semnificativ asupra proceselor chimice și biochimice care implică ioni . Chiar și în cazul celor mai simpli ioni și solvenți , prezența primilor poate duce la rearanjamente structurale semnificative ale celor din urmă. [6] Reacțiile ionice sunt implicate în multe procese care afectează atât galaxii întregi, cât și celule vii individuale . [7] [8] De exemplu, în celule , ionii metalici se leagă de metaloproteine și alte proteine și le reglează activitatea; [7] ionii sunt implicați în controlul activității neuronale în ciclurile somn-veghe; [9] Activitatea anormală a canalelor ionice duce la diferite boli, cum ar fi boala Parkinson și Alzheimer . [10] Prin urmare, în ciuda dificultăților asociate cu studiul proprietăților și activităților ionilor în diverse sisteme chimice și biologice, [1] această direcție de cercetare este una dintre cele mai populare.
De interes deosebit sunt mediile ionice (lichide ionice , săruri topite, electroliți lichizi etc.) - „ioni lichizi”, ale căror proprietăți pot fi „ajustate” cu ușurință pentru diverse aplicații. O trăsătură distinctivă a unor astfel de sisteme este auto-organizarea solventului și a solutului; prin urmare, acestea sunt adesea aplicate în chimie , biochimie și cercetare farmaceutică. [1] [11] Una dintre cele mai importante caracteristici ale mediilor ionice este capacitatea de a-și „ajusta fin” proprietățile; de exemplu, este posibil să se creeze un lichid ionic care are practic orice set de proprietăți fizico-chimice sau biochimice. [12] Studiul lichidelor ionice este un domeniu în curs de dezvoltare; Până în prezent, au fost acumulate informații extinse despre proprietățile și activitățile lor. [1] [13] Conceptul are aplicații în cataliză , electrochimie , analiză, producție de combustibil , procesare a biomasei , biotehnologie , biochimie și produse farmaceutice . [1] [12] [14] [15]