La ioliomica es una dirección de investigación dedicada al estudio de iones en líquidos o fases líquidas, donde se presta especial atención a las características fundamentales de las interacciones iónicas. [1] Esta dirección científica se formuló por primera vez en la publicación de científicos rusos dedicados a los líquidos iónicos . [2] El nombre es una combinación de las palabras IOns (iones), LIquids (líquidos) y -OMICS (ómicas). La ioliomica se ocupa del amplio campo de investigación de la estructura, las propiedades y las aplicaciones de los iones en varios sistemas biológicos y químicos. El concepto de ioliomica es similar al de otras disciplinas científicas complejas como la genómica , la proteómica , la glucómica y la petroleomica , que tienen "ómicas" en sus nombres, lo que indica la inmensidad y diversidad de los datos. [3]
La naturaleza de las interacciones químicas y su descripción es uno de los problemas fundamentales de la química. Los conceptos de enlace covalente e iónico , que aparecieron a principios del siglo XX, enfatizan las diferencias fundamentales entre las estructuras electrónicas de estas interacciones. Estas diferencias estructurales, a su vez, conducen a diferencias significativas en el comportamiento de los compuestos iónicos y covalentes tanto en solución como en fase sólida [4] . En la fase sólida, los compuestos iónicos, como las sales , suelen formar redes cristalinas ; en solventes polares, se disocian en iones rodeados por capas de solvato, formando soluciones con alta conductividad iónica. [5] A diferencia de los enlaces covalentes , las interacciones iónicas son altamente dinámicas, lo que permite que los compuestos iónicos se "sintonicen" para obtener las propiedades deseadas.
Los compuestos iónicos interactúan activamente con el solvente , y estas interacciones pueden tener un efecto significativo en los procesos químicos y bioquímicos que involucran iones . Incluso en el caso de los iones y disolventes más simples , la presencia de los primeros puede dar lugar a importantes reordenamientos estructurales de los últimos. [6] Las reacciones iónicas están involucradas en muchos procesos que afectan tanto a galaxias enteras como a células vivas individuales . [7] [8] Por ejemplo, en las células , los iones metálicos se unen a metaloproteínas y otras proteínas y regulan su actividad; [7] los iones están involucrados en el control de la actividad neuronal en los ciclos de sueño-vigilia; [9] La actividad anormal de los canales iónicos conduce a diversas enfermedades, como el Parkinson y el Alzheimer . [10] Por lo tanto, a pesar de las dificultades asociadas con el estudio de las propiedades y actividades de los iones en varios sistemas químicos y biológicos, [1] esta dirección de investigación es una de las más populares.
De particular interés son los medios iónicos (líquidos iónicos , sales fundidas, electrolitos líquidos , etc.) - "iones líquidos", cuyas propiedades pueden "ajustarse" fácilmente para diversas aplicaciones. Una característica distintiva de tales sistemas es la autoorganización del solvente y el soluto; por lo tanto, a menudo se aplican en química , bioquímica e investigación farmacéutica. [1] [11] Una de las características más importantes de los medios iónicos es la capacidad de "afinar" sus propiedades; por ejemplo, es posible crear un líquido iónico que tenga prácticamente cualquier conjunto de propiedades fisicoquímicas o bioquímicas. [12] El estudio de los líquidos iónicos es un campo en desarrollo activo; Hasta la fecha se ha acumulado amplia información sobre sus propiedades y actividades. [1] [13] El concepto tiene aplicaciones en catálisis , electroquímica , análisis, producción de combustible , procesamiento de biomasa , biotecnología , bioquímica y productos farmacéuticos . [1] [12] [14] [15]