イオン液体
セルロースは分子同士の水素結合が強く、溶解が困難である。そのため、イオン液体のカチオンやアニオンが相互作用することによりセルロース分子間の水素結合を乱し、溶解することができる。イオン液体とセルロースの間の最も強い相互作用は、イオン液体のアニオンとセルロースのOH基との間に生じる水素結合である。このアニオンの水素結合力は、水素結合受容能としておよそ定義することができ、代表的な値はKamlet-Taftパラメーターのβ値として測定することができる。アニオンの高い水素結合受容能がセルロース溶解に重要であると述べたとおり、約0.8以上のβ値をもつイオン液体がセルロースを溶解できる。一方、カチオンも相対的に弱く水素結合していると思われるが、その寄与は小さいと思われる。カチオンは、アニオンによって引き剥がされたセルロース分子鎖の間に入り込み、セルロース分子鎖同士の水素結合の再形成を阻害している、という報告もある。しかし、セルロースの溶解メカニズムはまだ明らかになっていない部分もある。
動物実験においても、カチオンのアルキル鎖の長さが重要であることが知られている。淡水産有肺類巻貝であるPhysa acutaへの毒性は、イミダゾリウムやピリジニウムといったカチオンの種類に関わらず、アルキル鎖の炭素数が長いほど毒性が高いことが報告されている。例えば、1-アルキル-3-メチルイミダゾリウムブロマイドにおいて、アルキル基の炭素数が4のときの半数が致死する濃度 (LC50) は229 mg/L、6のときのLC50は56 mg/L、8のときのLC50は8 mg/Lであった。
ゼブラフィッシュへの暴露実験では、AMMOENG 100もしくはAMMOENG 130と呼ばれるアンモニウム系イオン液体のLC50値は100 mg/L以上であった。その一方で、10 mg/Lの添加であっても平衡感覚の損失、運動量が減るといった結果が報告されている。
[C4mim]Clを用いたラットへの経口投与による毒性評価実験が行われている。
イオン液体の用途として最も期待されている分野は電解質である。コンデンサーやリチウムイオン電池などから、燃料電池や太陽電池などの開発を促進する素材として注目されている。スーパーコンピューター「京」を用いた第一原理分子動力学計算による解析の結果、ハイドレートメルトは全ての水分子がリチウムイオンに配位した状態で液体となる、一般的な水溶液では取り得ない溶液構造により比類なき高電圧耐性と優れたリチウムイオン輸送特性を備えるためリチウムイオン電池用の電解液として適用可能であることが示された。また、環境負荷が低い溶媒としてめっき用途や、高い耐熱性からさまざまな反応溶媒としても期待される。また潤滑剤としては宇宙開発分野など特殊な環境下での利用も検討されるなど、多くの分野でその可能性が期待されている。2014年6月20日に打ち上げられたほどよし4号には次世代宇宙システム技術研究組合(NESTRA)によって開発されたMIPS(Miniature Ion Propulsion System :小型イオン推進システム)というイオンエンジンの電源として宇宙空間において世界初となるイオン液体リチウム二次電池が搭載された。