Żel jonowy to rodzaj półstałego związku, który zachowuje ładunek elektryczny poprzez osadzanie cieczy jonowej w polimerze podczas fazy suszenia. Jest to forma zol-żel lub ksero-żel, które są częściowo ciekłymi, częściowo stałymi matrycami związków o unikalnych właściwościach w materiałoznawstwie. Materiały te są postrzegane jako potencjalne mechanizmy magazynowania energii w ogniwach paliwowych, do budowy komponentów elektronicznych w nanoskali, takich jak tranzystory o szerokości miliardowych części metra i nie tylko. Takie materiały oferują unikalną korzyść w skali mikroskopowej polegającą na tym, że mają powierzchnię porowatą, która jest znacznie większa niż ich całkowita masa, co czyni je idealnymi kandydatami do wiązania elementów lotnych lub naładowanych elektrycznie.
Wytwarzanie żelu jonowego odbywa się poprzez udoskonalenie procesu wytwarzania zolu-żelu. Kopolimer blokowy, będący kombinacją różnych polimerowych związków monomerowych o unikalnych właściwościach fizycznych i chemicznych, poddawany jest procesowi hydrolizy-kondensacji z cieczą przewodzącą jony. Cząsteczki koloidalne zawarte w mieszance zapobiegają jej całkowitemu zestaleniu, a zamiast tego przybierają formę żelu. To sprawia, że dostęp do ładunku jonów lub innych osadzonych związków jest bardziej praktyczny, a materiał może służyć jako elektrolit przy braku wody. Elastyczne właściwości ciała stałego w postaci blokowego tworzywa kopolimerowego oraz właściwości elektrycznie przewodzącej cieczy jonowej są połączone w jeden związek.
Zastosowania w materiałoznawstwie matrycy polimerowej z żelem jonowym są zróżnicowane. Materiał można kształtować, ładować ponownie, ale jest on stabilny w różnych warunkach stresu fizycznego lub chemicznego. Żel jonowy może działać w temperaturze do 482° Fahrenheita (250° Celsjusza) i pozostać stabilny w temperaturach do 662° Fahrenheita (350° Celsjusza) bez degradacji. Takie żele można również wytwarzać z różnorodnych prekursorowych związków polimeropodobnych, chociaż zwykle stosuje się związki silanowe powszechnie stosowane do wytwarzania zoli żeli, takie jak alkoksysilan i halogenosilan. Ciecz jonowa może być również oparta na wodzie określanej jako żel wodny, alkoholu jako alkożel lub innych chemikaliach, takich jak kwas karboksylowy.
Aerożele to kolejna gałąź badań w badaniu związków jonowo-żelowych. Są one również oparte na procesie produkcji zol-żelu i mają produkt końcowy, który zawiera zamknięty gaz jonowy, taki jak wodór, stosowany w ogniwach paliwowych. Powszechne formy aerożelu znane konsumentom i przemysłowi obejmują pianki, takie jak styropian i pianka uretanowa amortyzująca w meblach.
Wśród zastosowań związków jonowo-żelowych od 2011 r. w ich różnych, ciekłych, gazowych i półstałych postaciach komponentów są luminescencyjne koncentratory słoneczne; jako materiały dielektryczne do niskonapięciowych, wysokowydajnych tranzystorów; oraz w różnorodnych zaawansowanych zastosowaniach magazynowania energii. Żele jonowe typu Aero Gel mają tę zaletę, że są w około 95% gazem, a mimo to przyjmują postać stałą, dzięki czemu są uznawane za najlżejsze ciała stałe na świecie. Są badane jako adsorbery energii, czujniki i silne związki katalityczne.