Вақте ки сухан дар бораи маводи пешрафта меравад, силикон бешубҳа мавзӯи гарм аст. Силикон як намуди маводи полимерӣ мебошад, ки дорои кремний, карбон, гидроген ва оксиген мебошад. Он аз маводи кремнийи ғайриорганикӣ ба таври назаррас фарқ мекунад ва дар бисёр соҳаҳо кори аъло нишон медиҳад. Биёед ба хусусиятҳо, раванди кашф ва самти татбиқи силикон амиқтар назар андозем.
Тафовут байни силикон ва кремнийи ғайриорганикӣ:
Аввалан, дар сохтори химиявӣ байни силикон ва кремнийи ғайриорганикӣ фарқиятҳои возеҳ мавҷуданд. Силикон як маводи полимерӣ мебошад, ки аз кремний ва карбон, гидроген, оксиген ва дигар элементҳо иборат аст, дар ҳоле ки кремнийи ғайриорганикӣ асосан ба пайвастагиҳои ғайриорганикӣ, ки аз кремний ва оксиген ба вуҷуд омадаанд, ба монанди оксиди кремний (SiO2) дахл дорад. Сохтори ба карбон асосёфтаи силикон ба он чандирӣ ва пластикӣ медиҳад ва онро дар татбиқ чандиртар мекунад. Аз сабаби хусусиятҳои сохтори молекулавии силикон, яъне энергияи пайванди пайванди Si-O (444J/mol) нисбат ба алоқаи CC (339J/мол) баландтар аст, маводи силикон нисбат ба пайвастагиҳои умумии полимерии органикӣ муқовимати гармӣ баландтар доранд.
Кашфи силикон:
Кашфи силиконро метавон ба ибтидои асри 20 мушоҳида кард. Дар рӯзҳои аввал олимон силиконро бо роҳи ворид кардани гурӯҳҳои органикӣ ба пайвастагиҳои кремний бомуваффақият синтез карданд. Ин кашфиёт давраи нави масолехи силикониро кушод ва барои дар саноат ва илм васеъ истифода бурдани он асос гузошт. Синтез ва такмили силикон дар тӯли чанд даҳсолаи охир пешрафти бузург ба даст оварда, ба навоварӣ ва рушди пайвастаи ин мавод мусоидат кард.
Силиконҳои маъмул:
Силиконҳо як синфи пайвастагиҳои полимерӣ мебошанд, ки дар табиат васеъ ва синтези сунъӣ мавҷуданд, аз ҷумла шаклҳо ва сохторҳои гуногун. Дар зер баъзе мисолҳои силиконҳои маъмул мавҷуданд:
Полидиметилсилоксан (PDMS): PDMS як эластоми маъмулии силикон аст, ки одатан дар резини силикон пайдо мешавад. Он чандирии аъло ва устувории ҳарорати баланд дорад ва дар тайёр кардани маҳсулоти резинӣ, асбобҳои тиббӣ, равғанҳои молиданӣ ва ғайра васеъ истифода мешавад.
Равғани силикон: Равғани силикон як пайвастагии силиконии хатӣ бо шиддати сатҳи паст ва муқовимати хуби ҳарорати баланд мебошад. Одатан дар равғанҳои молиданӣ, маҳсулоти нигоҳубини пӯст, дастгоҳҳои тиббӣ ва дигар соҳаҳо истифода мешаванд.
Қатрони силикон: Қатрони силикон як маводи полимерӣ мебошад, ки аз гурӯҳҳои кислотаи кремнийӣ бо муқовимати аълои гармӣ ва хосиятҳои изолятсияи электрикӣ иборат аст. Он ба таври васеъ дар рӯйпӯшҳо, илтиёмҳо, бастаҳои электронӣ ва ғайра истифода мешавад.
Каучуки силиконӣ: Каучуки силиконӣ як маводи силиконии резинӣ мебошад, ки муқовимати ҳарорати баланд, муқовимат ба обу ҳаво, изолятсияи электрикӣ ва дигар хосиятҳоро дорад. Он ба таври васеъ дар ҳалқаҳои мӯҳр, остинҳои муҳофизатии кабел ва дигар соҳаҳо истифода мешавад.
Ин мисолҳо гуногунии силиконҳоро нишон медиҳанд. Онҳо дар соҳаҳои гуногун нақши муҳим мебозанд ва доираи васеи барномаҳоро аз саноат то ҳаёти ҳаррӯза доранд. Ин инчунин хусусиятҳои диверсификатсияи силиконҳоро ҳамчун маводи баландсифат инъикос мекунад.
Афзалиятҳои иҷроиш
Дар муқоиса бо пайвастагиҳои оддии занҷири карбон, органосилоксан (Polydimethylsiloxane, PDMS) дорои баъзе бартариҳои беназири иҷроиш мебошад, ки онро дар бисёр барномаҳо иҷрои аъло нишон медиҳад. Инҳоянд баъзе бартариҳои иҷрои органосилоксан нисбат ба пайвастагиҳои оддии занҷири карбон:
Муқовимат ба ҳарорати баланд: Органосилоксан муқовимати аълои ҳарорати баланд дорад. Сохтори пайвандҳои кремний-оксигенӣ органосилоксанҳоро дар ҳарорати баланд устувор ва таҷзия кардан осон нест, ки ин барои татбиқи он дар муҳити ҳарорати баланд бартарият медиҳад. Баръакси ин, бисёре аз пайвастагиҳои маъмулии занҷири карбон метавонанд дар ҳарорати баланд пошида ё аз даст диҳанд.
Шиддати сатҳи паст: Органосилоксан шиддати пасти рӯизаминиро нишон медиҳад, ки онро намнокӣ ва молиданӣ хуб мегардонад. Ин амвол равғани силиконро (як шакли органосилоксан) месозад, ки дар равғанҳои молиданӣ, маҳсулоти нигоҳубини пӯст ва дастгоҳҳои тиббӣ васеъ истифода мешавад.
чандир ва чандирии: Сохтори молекулавии органосилоксан ба он чандирӣ ва чандирии хуб медиҳад, ки онро интихоби беҳтарин барои тайёр кардани маводи резинӣ ва эластикӣ месозад. Ин имкон медиҳад, ки резинаи силикон дар тайёр кардани ҳалқаҳои мӯҳр, ҷузъҳои эластикӣ ва ғайра хуб кор кунад.
Изолятсияи электрикӣ: Органосилоксан хосиятҳои аълои гарминигоҳдории барқро нишон медиҳад, ки онро дар соҳаи электроника васеъ истифода мебарад. Қатрони силикон (як шакли силоксан) аксар вақт дар маводи бастабандии электронӣ барои таъмини изолятсияи барқ ва ҳифзи ҷузъҳои электронӣ истифода мешавад.
Мутобиқати биологӣ: Органосилоксан бо бофтаҳои биологӣ мутобиқати баланд дорад ва аз ин рӯ дар дастгоҳҳои тиббӣ ва соҳаҳои биотиббӣ васеъ истифода мешавад. Масалан, каучукҳои силикон аксар вақт барои тайёр кардани силиконҳои тиббӣ барои узвҳои сунъӣ, катетерҳои тиббӣ ва ғайра истифода мешаванд.
Устувории химиявӣ: Органосилоксанҳо устувории баланди кимиёвӣ ва муқовимати хуби зангзаниро ба бисёр кимиёвӣ нишон медиҳанд. Ин имконият медихад, ки истифодаи он дар саноати химия, масалан, барои тайёр кардани зарфхои химиявй, кубурхо ва материалхои пломбакунй васеъ карда шавад.
Умуман, органосилоксанҳо нисбат ба пайвастагиҳои оддии занҷири карбон хосиятҳои гуногун доранд, ки ба онҳо имкон медиҳад, ки дар бисёр соҳаҳо, аз қабили молидан, мӯҳр, тиббӣ ва электроника нақши муҳим бозанд.
Усули тайёр кардани мономерҳои кремнийорганикӣ
Усули мустақим: синтез кардани маводи кремний органикомӣ тавассути реаксияи бевоситаи кремний бо пайвастагиҳои органикӣ.
Усули ғайримустақим: Омода кардани кремнийорганикӣ тавассути крекинг, полимеризатсия ва дигар реаксияҳои пайвастагиҳои кремний.
Усули полимеризатсияи гидролиз: кремнийорганикӣ бо роҳи гидролизӣ полимеризатсияи силанол ё спирти силан тайёр кунед.
Усули сополимеризатсияи градиентӣ: Бо роҳи сополимеризатсияи градиентӣ маводҳои кремнийоргакиро бо хосиятҳои хос синтез кунед. 、
Тамоюли бозори органикии кремний
Афзоиши талабот ба соҳаҳои баландтехнологӣ: Бо рушди босуръати соҳаҳои баландтехнологӣ, талабот ба кремний органикӣ бо хосиятҳои аъло ба монанди муқовимат ба ҳарорати баланд, муқовимат ба зангзанӣ ва изолятсияи электрикӣ меафзояд.
Тавсеаи бозори таҷҳизоти тиббӣ: Татбиқи силикон дар истеҳсоли таҷҳизоти тиббӣ густаришро идома медиҳад ва дар якҷоягӣ бо мутобиқати биологӣ, он ба соҳаи дастгоҳҳои тиббӣ имкониятҳои нав меорад.
Рушди устувор: Баланд бардоштани огоҳии экологӣ ба тадқиқоти усулҳои омодасозии сабзи маводи силикон, ба монанди силикони биологӣ, барои ноил шудан ба рушди устувор мусоидат мекунад.
Тадқиқоти соҳаҳои нави татбиқ: Соҳаҳои нави барномавӣ, ба монанди электроникаи чандир, дастгоҳҳои оптоэлектронӣ ва ғайра, барои пешбурди навоварӣ ва тавсеаи бозори силикон пайдо мешаванд.
Самти рушди оянда ва мушкилот
Тадқиқот ва таҳияи силиконҳои функсионалӣ:Дар посух ба эҳтиёҷоти соҳаҳои мухталиф, силикон дар оянда ба рушди функсионалӣ, аз қабили рӯйпӯшҳои функсионалии силикон, аз ҷумла хосиятҳои махсус, аз қабили хосиятҳои зиддибактериалӣ ва гузаронанда таваҷҷӯҳи бештар хоҳад дод.
Тадқиқот дар бораи силиконҳои биологӣ:Бо баланд бардоштани огоҳии экологӣ, тадқиқот оид ба маводи силикони биологӣ ба самти муҳими рушд табдил хоҳад ёфт.
Истифодаи наносиликон: Истифодаи нанотехнология, тадқиқот оид ба тайёр кардан ва татбиқи наносиликон барои васеъ кардани татбиқи он дар соҳаҳои технологӣ.
Кабудизоркунии усулхои тайёр кардан: Барои усулхои тайёр кардани силикон, дар оянда ба хатсайрхои техникии сабз ва аз чихати экологй тоза диккати бештар дода мешавад, то ки таъсир ба мухити зист кам карда шавад.
Вақти фиристодан: июл-15-2024