Meta niġu għal materjali avvanzati, is-silikon huwa bla dubju suġġett jaħraq. Is-silikon huwa tip ta’ materjal polimeriku li fih silikon, karbonju, idroġenu u ossiġnu. Huwa sinifikament differenti mill-materjali tas-silikon inorganiċi u juri prestazzjoni eċċellenti f’ħafna oqsma. Ejja nagħtu ħarsa aktar fil-fond lejn il-karatteristiċi, il-proċess ta’ skoperta u d-direzzjoni tal-applikazzjoni tas-silikon.
Differenzi bejn is-silikon u s-silikon inorganiku:
L-ewwelnett, hemm differenzi ovvji fl-istruttura kimika bejn is-silikon u s-silikon inorganiku. Is-silikon huwa materjal polimeriku magħmul minn silikon u karbonju, idroġenu, ossiġnu u elementi oħra, filwaqt li s-silikon inorganiku jirreferi prinċipalment għal komposti inorganiċi ffurmati minn silikon u ossiġnu, bħad-dijossidu tas-silikon (SiO2). L-istruttura bbażata fuq il-karbonju tas-silikon tagħtih elastiċità u plastiċità, u tagħmilha aktar flessibbli fl-applikazzjoni. Minħabba l-karatteristiċi tal-istruttura molekulari tas-silikon, jiġifieri, l-enerġija tal-bond tal-bond Si-O (444J/mol) hija ogħla minn dik tal-bond CC (339J/mol), il-materjali tas-silikon għandhom reżistenza għas-sħana ogħla mill-komposti polimeriċi organiċi ġenerali.
Skoperta tas-silikon:
L-iskoperta tas-silikon tista' tiġi rintraċċata lura għall-bidu tas-seklu 20. Fil-bidu, ix-xjentisti rnexxielhom jissintetizzaw is-silikon billi introduċew gruppi organiċi f'komposti tas-silikon. Din l-iskoperta fetħet era ġdida ta' materjali tas-silikon u poġġiet il-pedamenti għall-applikazzjoni wiesgħa tagħhom fl-industrija u x-xjenza. Is-sintesi u t-titjib tas-silikon għamlu progress kbir fl-aħħar ftit deċennji, u ppromovu l-innovazzjoni u l-iżvilupp kontinwu ta' dan il-materjal.
Silikoni komuni:
Is-silikoni huma klassi ta’ komposti polimeriċi li jinstabu ħafna fin-natura u fis-sintesi artifiċjali, inklużi diversi forom u strutturi. Dawn li ġejjin huma xi eżempji ta’ silikoni komuni:
Polidimetilsilossan (PDMS): Il-PDMS huwa elastomeru tas-silikon tipiku, li jinstab komunement fil-gomma tas-silikon. Għandu flessibilità eċċellenti u stabbiltà f'temperatura għolja, u jintuża ħafna fil-preparazzjoni ta' prodotti tal-gomma, apparati mediċi, lubrikanti, eċċ.
Żejt tas-silikon: Iż-żejt tas-silikon huwa kompost tas-silikon lineari b'tensjoni tal-wiċċ baxxa u reżistenza tajba għat-temperatura għolja. Komunement użat f'lubrikanti, prodotti għall-kura tal-ġilda, apparati mediċi u oqsma oħra.
Reżina tas-silikon: Ir-reżina tas-silikon hija materjal polimeriku magħmul minn gruppi ta' aċidu siliċiku b'reżistenza eċċellenti għas-sħana u proprjetajiet ta' insulazzjoni elettrika. Hija użata ħafna fil-kisi, adeżivi, imballaġġ elettroniku, eċċ.
Lastiku tas-silikonju: Il-lastiku tas-silikonju huwa materjal tas-silikonju simili għall-lastiku b'reżistenza għat-temperatura għolja, reżistenza għat-temp, insulazzjoni elettrika u proprjetajiet oħra. Jintuża ħafna f'ċrieki tas-siġillar, kmiem protettivi tal-kejbil u oqsma oħra.
Dawn l-eżempji juru d-diversità tas-silikoni. Huma għandhom rwol importanti f'oqsma differenti u għandhom firxa wiesgħa ta' applikazzjonijiet mill-industrija sal-ħajja ta' kuljum. Dan jirrifletti wkoll il-karatteristiċi diversifikati tas-silikoni bħala materjal ta' prestazzjoni għolja.
Vantaġġi tal-Prestazzjoni
Meta mqabbel ma' komposti ordinarji tal-katina tal-karbonju, l-organosiloxane (Polydimethylsiloxane, PDMS) għandu xi vantaġġi uniċi ta' prestazzjoni, li jagħmluh juri prestazzjoni eċċellenti f'ħafna applikazzjonijiet. Dawn li ġejjin huma xi vantaġġi ta' prestazzjoni tal-organosiloxane fuq komposti ordinarji tal-katina tal-karbonju:
Reżistenza għal temperatura għolja: L-organosiloxane għandu reżistenza eċċellenti għal temperatura għolja. L-istruttura tar-rabtiet tas-silikon-ossiġnu tagħmel l-organosiloxanes stabbli f'temperaturi għoljin u mhux faċli li jiddekomponu, u dan jipprovdi vantaġġi għall-applikazzjoni tiegħu f'ambjenti ta' temperatura għolja. B'kuntrast, ħafna komposti komuni tal-katina tal-karbonju jistgħu jiddekomponu jew jitilfu l-prestazzjoni f'temperaturi għoljin.
Tensjoni tal-wiċċ baxxa: L-organosiloxane juri tensjoni tal-wiċċ baxxa, li tagħmlu għandu tixxarrab u lubrikità tajba. Din il-proprjetà tagħmel iż-żejt tas-silikon (forma ta' organosiloxane) użat ħafna f'lubrikanti, prodotti għall-kura tal-ġilda u apparati mediċi.
Flessibilità u elastiċità: L-istruttura molekulari tal-organosiloxane tagħtih flessibilità u elastiċità tajba, u tagħmilha għażla ideali għall-preparazzjoni ta' materjali tal-gomma u elastiċi. Dan jagħmel il-gomma tas-silikon taħdem tajjeb fil-preparazzjoni ta' ċrieki tas-siġillar, komponenti elastiċi, eċċ.
Insulazzjoni elettrika: L-organosiloxane juri proprjetajiet eċċellenti ta' insulazzjoni elettrika, li jagħmluh użat ħafna fil-qasam tal-elettronika. Ir-reżina tas-silikon (forma ta' silossane) spiss tintuża f'materjali tal-ippakkjar elettroniku biex tipprovdi insulazzjoni elettrika u tipproteġi l-komponenti elettroniċi.
Bijokompatibilità: L-organosiloxane għandu kompatibilità għolja mat-tessuti bijoloġiċi u għalhekk jintuża ħafna f'apparati mediċi u oqsma bijomediċi. Pereżempju, il-gomma tas-silikon ħafna drabi tintuża biex tipprepara silikon mediku għal organi artifiċjali, kateters mediċi, eċċ.
Stabbiltà kimika: L-organosilossani juru stabbiltà kimika għolja u reżistenza tajba għall-korrużjoni għal ħafna kimiċi. Dan jippermetti li l-applikazzjoni tagħhom fl-industrija kimika tiġi estiża, bħal pereżempju għall-preparazzjoni ta' tankijiet kimiċi, pajpijiet u materjali tas-siġillar.
B'mod ġenerali, l-organosilossani għandhom proprjetajiet aktar diversi minn komposti ordinarji tal-katina tal-karbonju, li jippermettilhom li jkollhom rwol importanti f'ħafna oqsma bħal-lubrikazzjoni, is-siġillar, il-mediċina u l-elettronika.
Metodu ta' preparazzjoni ta' monomeri organosilikon
Metodu dirett: Sintetizza materjali organosilikon billi tirreaġixxi direttament is-silikon ma' komposti organiċi.
Metodu indirett: Ipprepara organosilikon permezz ta' qsim, polimerizzazzjoni u reazzjonijiet oħra ta' komposti tas-silikon.
Metodu ta' polimerizzazzjoni bl-idroliżi: Ipprepara l-organosilikon permezz tal-polimerizzazzjoni bl-idroliżi tas-silanol jew tal-alkoħol silan.
Metodu ta' kopolimerizzazzjoni bil-gradjent: Sintetizza materjali organosilikon bi proprjetajiet speċifiċi permezz ta' kopolimerizzazzjoni bil-gradjent.
Xejra tas-suq tal-organosilikon
Domanda dejjem tikber f'oqsma ta' teknoloġija għolja: Bl-iżvilupp mgħaġġel ta' industriji ta' teknoloġija għolja, id-domanda għal organosilikon bi proprjetajiet eċċellenti bħal reżistenza għat-temperatura għolja, reżistenza għall-korrużjoni u insulazzjoni elettrika qed tiżdied.
Espansjoni tas-suq tal-apparati mediċi: L-applikazzjoni tas-silikon fil-manifattura tal-apparati mediċi tkompli tespandi, u flimkien mal-bijokompatibilità, iġġib possibbiltajiet ġodda fil-qasam tal-apparati mediċi.
Żvilupp sostenibbli: It-titjib tal-għarfien ambjentali jippromwovi r-riċerka ta' metodi ta' preparazzjoni ekoloġiċi ta' materjali tas-silikon, bħas-silikon bijodegradabbli, biex jinkiseb żvilupp aktar sostenibbli.
Esplorazzjoni ta' oqsma ta' applikazzjoni ġodda: Qed ikomplu jitfaċċaw oqsma ta' applikazzjoni ġodda, bħal elettronika flessibbli, apparati optoelettroniċi, eċċ., biex jippromwovu l-innovazzjoni u l-espansjoni tas-suq tas-silikon.
Direzzjoni u sfidi tal-iżvilupp futur
Riċerka u żvilupp ta' silikon funzjonali:Bi tweġiba għall-ħtiġijiet ta' industriji differenti, is-silikon se jagħti aktar attenzjoni lill-iżvilupp tal-funzjonalità fil-futur, bħal kisi funzjonali tas-silikon, inklużi proprjetajiet speċjali bħal proprjetajiet antibatteriċi u konduttivi.
Riċerka dwar is-silikon bijodegradabbli:Bit-titjib tal-għarfien ambjentali, ir-riċerka dwar materjali tas-silikon bijodegradabbli se ssir direzzjoni importanti ta' żvilupp.
Applikazzjoni ta' nano silikonBl-użu tan-nanoteknoloġija, riċerka dwar il-preparazzjoni u l-applikazzjoni tas-silikon nano biex tespandi l-applikazzjoni tagħha f'oqsma ta' teknoloġija għolja.
Ekoloġizzazzjoni tal-metodi ta' preparazzjoniGħall-metodi ta' preparazzjoni tas-silikon, fil-futur se tingħata aktar attenzjoni lil rotot tekniċi ekoloġiċi u li ma jagħmlux ħsara lill-ambjent biex jitnaqqas l-impatt fuq l-ambjent.
Ħin tal-posta: 15 ta' Lulju 2024
