सिलिकॉन सामग्रीचा भूतकाळ आणि वर्तमान

जेव्हा प्रगत सामग्रीचा विचार केला जातो तेव्हा सिलिकॉन निःसंशयपणे एक चर्चेचा विषय आहे. सिलिकॉन हा एक प्रकारचा पॉलिमर सामग्री आहे ज्यामध्ये सिलिकॉन, कार्बन, हायड्रोजन आणि ऑक्सिजन असते. हे अजैविक सिलिकॉन मटेरियलपेक्षा लक्षणीयरीत्या वेगळे आहे आणि बऱ्याच क्षेत्रात उत्कृष्ट कार्यप्रदर्शन प्रदर्शित करते. चला सिलिकॉनची वैशिष्ट्ये, शोध प्रक्रिया आणि अनुप्रयोगाची दिशा यावर सखोल नजर टाकूया.

सिलिकॉन आणि अजैविक सिलिकॉनमधील फरक:

प्रथम, सिलिकॉन आणि अजैविक सिलिकॉनमधील रासायनिक संरचनेत स्पष्ट फरक आहेत. सिलिकॉन हे सिलिकॉन आणि कार्बन, हायड्रोजन, ऑक्सिजन आणि इतर घटकांनी बनलेले एक पॉलिमर सामग्री आहे, तर अजैविक सिलिकॉन मुख्यतः सिलिकॉन आणि ऑक्सिजनद्वारे तयार केलेल्या अजैविक संयुगेचा संदर्भ देते, जसे की सिलिकॉन डायऑक्साइड (SiO2). सिलिकॉनची कार्बन-आधारित रचना त्याला लवचिकता आणि प्लॅस्टिकिटी देते, ज्यामुळे ते अनुप्रयोगात अधिक लवचिक बनते. सिलिकॉनच्या आण्विक संरचना वैशिष्ट्यांमुळे, म्हणजेच Si-O बाँडची (444J/mol) बॉण्ड ऊर्जा CC बाँड (339J/mol) पेक्षा जास्त आहे, सिलिकॉन सामग्रीमध्ये सामान्य सेंद्रिय पॉलिमर संयुगेपेक्षा जास्त उष्णता प्रतिरोधक असते.

सिलिकॉनचा शोध:

सिलिकॉनचा शोध 20 व्या शतकाच्या पूर्वार्धात सापडतो. सुरुवातीच्या काळात, शास्त्रज्ञांनी सिलिकॉन संयुगेमध्ये सेंद्रिय गटांचा परिचय करून सिलिकॉनचे यशस्वीरित्या संश्लेषण केले. या शोधाने सिलिकॉन सामग्रीचे एक नवीन युग उघडले आणि उद्योग आणि विज्ञानात त्याच्या विस्तृत वापराचा पाया घातला. सिलिकॉनचे संश्लेषण आणि सुधारणेने गेल्या काही दशकांत मोठी प्रगती केली आहे, ज्यामुळे या सामग्रीच्या सतत नवकल्पना आणि विकासास चालना मिळते.

सामान्य सिलिकॉन:

सिलिकॉन हे विविध प्रकार आणि रचनांसह निसर्ग आणि कृत्रिम संश्लेषणामध्ये मोठ्या प्रमाणावर आढळणारे पॉलिमर संयुगे आहेत. खालील काही सामान्य सिलिकॉनची उदाहरणे आहेत:

Polydimethylsiloxane (PDMS): PDMS हा एक सामान्य सिलिकॉन इलास्टोमर आहे, जो सामान्यतः सिलिकॉन रबरमध्ये आढळतो. यात उत्कृष्ट लवचिकता आणि उच्च तापमान स्थिरता आहे आणि रबर उत्पादने, वैद्यकीय उपकरणे, स्नेहक इत्यादी तयार करण्यासाठी मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.

सिलिकॉन तेल: सिलिकॉन तेल हे एक रेषीय सिलिकॉन कंपाऊंड आहे ज्यामध्ये पृष्ठभागाचा कमी ताण आणि उच्च तापमानाचा चांगला प्रतिकार असतो. सामान्यतः स्नेहक, त्वचा काळजी उत्पादने, वैद्यकीय उपकरणे आणि इतर क्षेत्रात वापरले जाते.

सिलिकॉन रेजिन: सिलिकॉन राळ हे उत्कृष्ट उष्णता प्रतिरोधक आणि विद्युत इन्सुलेशन गुणधर्मांसह सिलिकिक ऍसिड गटांचे बनलेले पॉलिमर सामग्री आहे. हे कोटिंग्ज, चिकटवता, इलेक्ट्रॉनिक पॅकेजिंग इत्यादींमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.

सिलिकॉन रबर: सिलिकॉन रबर हे उच्च तापमान प्रतिरोधक, हवामानाचा प्रतिकार, विद्युत इन्सुलेशन आणि इतर गुणधर्मांसह रबर सारखी सिलिकॉन सामग्री आहे. हे सीलिंग रिंग, केबल संरक्षक आस्तीन आणि इतर फील्डमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.

ही उदाहरणे सिलिकॉनची विविधता दर्शवतात. ते वेगवेगळ्या क्षेत्रात महत्त्वाची भूमिका बजावतात आणि त्यांच्याकडे उद्योगापासून ते दैनंदिन जीवनापर्यंत विस्तृत अनुप्रयोग आहेत. हे उच्च-कार्यक्षमता सामग्री म्हणून सिलिकॉनची वैविध्यपूर्ण वैशिष्ट्ये देखील प्रतिबिंबित करते.

कार्यप्रदर्शन फायदे

सामान्य कार्बन चेन कंपाऊंड्सच्या तुलनेत, ऑर्गनोसिलॉक्सेन (पॉलीडिमेथिलसिलॉक्सेन, पीडीएमएस) चे काही अद्वितीय कार्यक्षमतेचे फायदे आहेत, ज्यामुळे ते अनेक ऍप्लिकेशन्समध्ये उत्कृष्ट कार्यप्रदर्शन दर्शवते. ऑर्गनोसिलॉक्सेनचे सामान्य कार्बन चेन कंपाऊंड्सच्या तुलनेत खालील काही कार्यक्षमतेचे फायदे आहेत:

उच्च तापमान प्रतिकार: ऑर्गनोसिलॉक्सेनमध्ये उत्कृष्ट उच्च तापमान प्रतिरोधक क्षमता आहे. सिलिकॉन-ऑक्सिजन बाँडची रचना ऑर्गनोसिलॉक्सेन उच्च तापमानात स्थिर करते आणि विघटन करणे सोपे नसते, जे उच्च तापमान वातावरणात त्याच्या वापरासाठी फायदे प्रदान करते. याउलट, अनेक सामान्य कार्बन साखळी संयुगे उच्च तापमानात विघटित होऊ शकतात किंवा कार्यक्षमता गमावू शकतात.

कमी पृष्ठभागावरील ताण: ऑर्गनोसिलॉक्सेन कमी पृष्ठभागावरील ताण दर्शविते, ज्यामुळे त्याची ओलेपणा आणि स्नेहकता चांगली असते. या गुणधर्मामुळे सिलिकॉन तेल (ऑर्गनोसिलॉक्सेनचा एक प्रकार) वंगण, त्वचा निगा उत्पादने आणि वैद्यकीय उपकरणांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.

लवचिकता आणि लवचिकता: ऑर्गनोसिलॉक्सेनची आण्विक रचना त्याला चांगली लवचिकता आणि लवचिकता देते, ज्यामुळे ते रबर आणि लवचिक पदार्थ तयार करण्यासाठी एक आदर्श पर्याय बनते. यामुळे सीलिंग रिंग, लवचिक घटक इत्यादी तयार करण्यात सिलिकॉन रबर चांगली कामगिरी करते.

इलेक्ट्रिकल इन्सुलेशन: ऑर्गनोसिलॉक्सेन उत्कृष्ट इलेक्ट्रिकल इन्सुलेशन गुणधर्म प्रदर्शित करते, ज्यामुळे ते इलेक्ट्रॉनिक्स क्षेत्रात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते. सिलिकॉन राळ (सिलॉक्सेनचा एक प्रकार) बहुतेकदा इलेक्ट्रॉनिक पॅकेजिंग सामग्रीमध्ये इलेक्ट्रिकल इन्सुलेशन प्रदान करण्यासाठी आणि इलेक्ट्रॉनिक घटकांचे संरक्षण करण्यासाठी वापरला जातो.

बायोकॉम्पॅटिबिलिटी: ऑर्गनोसिलॉक्सेनची जैविक ऊतींशी उच्च सुसंगतता आहे आणि म्हणूनच वैद्यकीय उपकरणे आणि बायोमेडिकल क्षेत्रात मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाते. उदाहरणार्थ, सिलिकॉन रबर बहुतेकदा कृत्रिम अवयव, वैद्यकीय कॅथेटर इत्यादीसाठी वैद्यकीय सिलिकॉन तयार करण्यासाठी वापरला जातो.

रासायनिक स्थिरता: ऑर्गनोसिलॉक्सेन उच्च रासायनिक स्थिरता आणि अनेक रसायनांना चांगला गंज प्रतिकार दर्शवतात. हे रासायनिक टाक्या, पाईप्स आणि सीलिंग सामग्री तयार करण्यासाठी रासायनिक उद्योगात त्याचा वापर वाढविण्यास अनुमती देते.

एकंदरीत, ऑर्गनोसिलॉक्सेनमध्ये सामान्य कार्बन साखळी संयुगांपेक्षा अधिक वैविध्यपूर्ण गुणधर्म असतात, ज्यामुळे ते स्नेहन, सीलिंग, वैद्यकीय आणि इलेक्ट्रॉनिक्स यासारख्या अनेक क्षेत्रांमध्ये महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावू शकतात.

ऑर्गनोसिलिकॉन मोनोमर्स तयार करण्याची पद्धत

थेट पद्धत: सेंद्रिय संयुगांसह सिलिकॉनवर थेट प्रतिक्रिया देऊन ऑर्गनोसिलिकॉन सामग्रीचे संश्लेषण करा.

अप्रत्यक्ष पद्धत: क्रॅकिंग, पॉलिमरायझेशन आणि सिलिकॉन यौगिकांच्या इतर प्रतिक्रियांद्वारे ऑर्गनोसिलिकॉन तयार करा.

हायड्रोलिसिस पॉलिमरायझेशन पद्धत: सिलनॉल किंवा सिलेन अल्कोहोलच्या हायड्रोलिसिस पॉलिमरायझेशनद्वारे ऑर्गनोसिलिकॉन तयार करा.

ग्रेडियंट कॉपोलिमरायझेशन पद्धत: ग्रेडियंट कॉपॉलिमरायझेशनद्वारे विशिष्ट गुणधर्मांसह ऑर्गनोसिलिकॉन सामग्रीचे संश्लेषण करा. ,

ऑर्गनोसिलिकॉन मार्केट ट्रेंड

उच्च-तंत्रज्ञान क्षेत्रांमध्ये वाढती मागणी: उच्च-तंत्रज्ञान उद्योगांच्या जलद विकासासह, उच्च तापमान प्रतिरोधक, गंज प्रतिरोध आणि विद्युत इन्सुलेशन यासारख्या उत्कृष्ट गुणधर्मांसह ऑर्गनोसिलिकॉनची मागणी वाढत आहे.

वैद्यकीय उपकरणांच्या बाजारपेठेचा विस्तार: वैद्यकीय उपकरणांच्या निर्मितीमध्ये सिलिकॉनचा वापर वाढतच चालला आहे, आणि बायोकॉम्पॅटिबिलिटीसह एकत्रितपणे, ते वैद्यकीय उपकरणांच्या क्षेत्रात नवीन शक्यता आणते.

शाश्वत विकास: पर्यावरणीय जागरूकता सुधारल्याने अधिक शाश्वत विकास साधण्यासाठी जैवविघटनशील सिलिकॉनसारख्या सिलिकॉन सामग्रीच्या हिरव्या तयारी पद्धतींच्या संशोधनास प्रोत्साहन मिळते.

नवीन ऍप्लिकेशन फील्डचे अन्वेषण: नवीन ऍप्लिकेशन फील्ड उदयास येत आहेत, जसे की लवचिक इलेक्ट्रॉनिक्स, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणे इ. सिलिकॉन मार्केटच्या नाविन्यपूर्णतेला आणि विस्तारास प्रोत्साहन देण्यासाठी.

भविष्यातील विकासाची दिशा आणि आव्हाने

कार्यात्मक सिलिकॉनचे संशोधन आणि विकास:विविध उद्योगांच्या गरजांच्या प्रतिसादात, सिलिकॉन भविष्यात कार्यक्षमतेच्या विकासावर अधिक लक्ष देईल, जसे की फंक्शनल सिलिकॉन कोटिंग्स, विशेष गुणधर्म जसे की बॅक्टेरियाच्या वाढीस प्रतिबंध करणारा पदार्थ आणि प्रवाहकीय गुणधर्मांसह.

बायोडिग्रेडेबल सिलिकॉनवर संशोधन:पर्यावरणीय जागरूकता सुधारल्याने, बायोडिग्रेडेबल सिलिकॉन सामग्रीवरील संशोधन ही एक महत्त्वाची विकास दिशा बनेल.

नॅनो सिलिकॉनचा वापर: नॅनोटेक्नॉलॉजीचा वापर करून, नॅनो सिलिकॉनची तयारी आणि त्याचा वापर उच्च-तंत्रज्ञान क्षेत्रात विस्तारित करण्यासाठी संशोधन.

तयारी पद्धतींचे हिरवेकरण: सिलिकॉन तयार करण्याच्या पद्धतींसाठी, पर्यावरणावरील प्रभाव कमी करण्यासाठी भविष्यात हिरव्या आणि पर्यावरणास अनुकूल तांत्रिक मार्गांवर अधिक लक्ष दिले जाईल.