சிலிகான் பொருட்களின் கடந்த காலமும் நிகழ்காலமும்

மேம்பட்ட பொருட்களைப் பொறுத்தவரை, சிலிகான் சந்தேகத்திற்கு இடமின்றி ஒரு சூடான தலைப்பு. சிலிகான் என்பது சிலிக்கான், கார்பன், ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜனைக் கொண்ட ஒரு வகை பாலிமர் பொருள். இது கனிம சிலிக்கான் பொருட்களிலிருந்து கணிசமாக வேறுபட்டது மற்றும் பல துறைகளில் சிறந்த செயல்திறனை வெளிப்படுத்துகிறது. சிலிகானின் பண்புகள், கண்டுபிடிப்பு செயல்முறை மற்றும் பயன்பாட்டு திசையை ஆழமாகப் பார்ப்போம்.

சிலிகான் மற்றும் கனிம சிலிக்கானுக்கு இடையிலான வேறுபாடுகள்:

முதலாவதாக, சிலிகான் மற்றும் கனிம சிலிக்கானுக்கு இடையேயான வேதியியல் கட்டமைப்பில் வெளிப்படையான வேறுபாடுகள் உள்ளன. சிலிகான் என்பது சிலிக்கான் மற்றும் கார்பன், ஹைட்ரஜன், ஆக்ஸிஜன் மற்றும் பிற தனிமங்களால் ஆன ஒரு பாலிமர் பொருளாகும், அதே நேரத்தில் கனிம சிலிக்கான் முக்கியமாக சிலிக்கான் மற்றும் ஆக்ஸிஜனால் உருவாகும் சிலிக்கான் டை ஆக்சைடு (SiO2) போன்ற கனிம சேர்மங்களைக் குறிக்கிறது. சிலிகானின் கார்பன் அடிப்படையிலான அமைப்பு அதற்கு நெகிழ்ச்சித்தன்மையையும் நெகிழ்ச்சித்தன்மையையும் தருகிறது, இது பயன்பாட்டில் மிகவும் நெகிழ்வானதாக ஆக்குகிறது. சிலிகானின் மூலக்கூறு கட்டமைப்பு பண்புகள் காரணமாக, அதாவது, Si-O பிணைப்பின் (444J/mol) பிணைப்பு ஆற்றல் CC பிணைப்பை (339J/mol) விட அதிகமாக இருப்பதால், சிலிகான் பொருட்கள் பொதுவான கரிம பாலிமர் சேர்மங்களை விட அதிக வெப்ப எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளன.

சிலிகான் கண்டுபிடிப்பு:

சிலிகான் கண்டுபிடிப்பு 20 ஆம் நூற்றாண்டின் முற்பகுதியில் தொடங்கியது. ஆரம்ப நாட்களில், விஞ்ஞானிகள் சிலிகானை சிலிக்கான் சேர்மங்களில் கரிமக் குழுக்களை அறிமுகப்படுத்துவதன் மூலம் வெற்றிகரமாக ஒருங்கிணைத்தனர். இந்தக் கண்டுபிடிப்பு சிலிகான் பொருட்களின் புதிய சகாப்தத்தைத் திறந்து, தொழில் மற்றும் அறிவியலில் அதன் பரந்த பயன்பாட்டிற்கு அடித்தளமிட்டது. சிலிகானின் தொகுப்பு மற்றும் மேம்பாடு கடந்த சில தசாப்தங்களாக பெரும் முன்னேற்றத்தை அடைந்துள்ளது, இது இந்தப் பொருளின் தொடர்ச்சியான கண்டுபிடிப்பு மற்றும் வளர்ச்சியை ஊக்குவிக்கிறது.

பொதுவான சிலிகான்கள்:

சிலிகான்கள் என்பது இயற்கையிலும் செயற்கைத் தொகுப்பிலும் பரவலாகக் காணப்படும் பாலிமர் சேர்மங்களின் ஒரு வகையாகும், இதில் பல்வேறு வடிவங்கள் மற்றும் கட்டமைப்புகள் அடங்கும். பொதுவான சிலிகான்களின் சில எடுத்துக்காட்டுகள் பின்வருமாறு:

பாலிடைமெதில்சிலோக்சேன் (PDMS): PDMS என்பது ஒரு பொதுவான சிலிகான் எலாஸ்டோமர் ஆகும், இது பொதுவாக சிலிகான் ரப்பரில் காணப்படுகிறது. இது சிறந்த நெகிழ்வுத்தன்மை மற்றும் அதிக வெப்பநிலை நிலைத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் ரப்பர் பொருட்கள், மருத்துவ சாதனங்கள், லூப்ரிகண்டுகள் போன்றவற்றின் தயாரிப்பில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

சிலிகான் எண்ணெய்: சிலிகான் எண்ணெய் என்பது குறைந்த மேற்பரப்பு பதற்றம் மற்றும் நல்ல உயர் வெப்பநிலை எதிர்ப்பைக் கொண்ட ஒரு நேரியல் சிலிகான் கலவை ஆகும். பொதுவாக மசகு எண்ணெய், தோல் பராமரிப்பு பொருட்கள், மருத்துவ சாதனங்கள் மற்றும் பிற துறைகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

சிலிகான் ரெசின்: சிலிகான் ரெசின் என்பது சிறந்த வெப்ப எதிர்ப்பு மற்றும் மின் காப்பு பண்புகளைக் கொண்ட சிலிசிக் அமிலக் குழுக்களால் ஆன பாலிமர் பொருளாகும். இது பூச்சுகள், பசைகள், மின்னணு பேக்கேஜிங் போன்றவற்றில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

சிலிகான் ரப்பர்: சிலிகான் ரப்பர் என்பது அதிக வெப்பநிலை எதிர்ப்பு, வானிலை எதிர்ப்பு, மின் காப்பு மற்றும் பிற பண்புகளைக் கொண்ட ரப்பர் போன்ற சிலிகான் பொருளாகும். இது சீல் வளையங்கள், கேபிள் பாதுகாப்பு ஸ்லீவ்கள் மற்றும் பிற துறைகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

இந்த உதாரணங்கள் சிலிகான்களின் பன்முகத்தன்மையைக் காட்டுகின்றன. அவை பல்வேறு துறைகளில் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன மற்றும் தொழில்துறை முதல் அன்றாட வாழ்க்கை வரை பரந்த அளவிலான பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன. இது உயர் செயல்திறன் கொண்ட பொருளாக சிலிகான்களின் பன்முகப்படுத்தப்பட்ட பண்புகளையும் பிரதிபலிக்கிறது.

செயல்திறன் நன்மைகள்

சாதாரண கார்பன் சங்கிலி சேர்மங்களுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​ஆர்கனோசிலோக்சேன் (பாலிடைமெதில்சிலோக்சேன், PDMS) சில தனித்துவமான செயல்திறன் நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது, இது பல பயன்பாடுகளில் சிறந்த செயல்திறனைக் காட்டுகிறது. சாதாரண கார்பன் சங்கிலி சேர்மங்களை விட ஆர்கனோசிலோக்சேன் சில செயல்திறன் நன்மைகள் பின்வருமாறு:

அதிக வெப்பநிலை எதிர்ப்பு: ஆர்கனோசிலோக்சேன் சிறந்த உயர் வெப்பநிலை எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளது. சிலிக்கான்-ஆக்ஸிஜன் பிணைப்புகளின் அமைப்பு ஆர்கனோசிலோக்சேன்களை அதிக வெப்பநிலையில் நிலையானதாகவும், எளிதில் சிதைக்க முடியாததாகவும் ஆக்குகிறது, இது அதிக வெப்பநிலை சூழல்களில் அதன் பயன்பாட்டிற்கு நன்மைகளை வழங்குகிறது. இதற்கு நேர்மாறாக, பல பொதுவான கார்பன் சங்கிலி சேர்மங்கள் அதிக வெப்பநிலையில் சிதைவடையலாம் அல்லது செயல்திறனை இழக்கலாம்.

குறைந்த மேற்பரப்பு இழுவிசை: ஆர்கனோசிலோக்சேன் குறைந்த மேற்பரப்பு இழுவிசையை வெளிப்படுத்துகிறது, இது நல்ல ஈரப்பதத்தையும் உயவுத்தன்மையையும் தருகிறது. இந்தப் பண்பு சிலிகான் எண்ணெயை (ஆர்கனோசிலோக்சேன் ஒரு வடிவம்) லூப்ரிகண்டுகள், தோல் பராமரிப்பு பொருட்கள் மற்றும் மருத்துவ சாதனங்களில் பரவலாகப் பயன்படுத்த வைக்கிறது.

நெகிழ்வுத்தன்மை மற்றும் நெகிழ்வுத்தன்மை: ஆர்கனோசிலோக்சேனின் மூலக்கூறு அமைப்பு அதற்கு நல்ல நெகிழ்வுத்தன்மை மற்றும் நெகிழ்வுத்தன்மையை அளிக்கிறது, இது ரப்பர் மற்றும் மீள் பொருட்களை தயாரிப்பதற்கு ஒரு சிறந்த தேர்வாக அமைகிறது. இது சீலிங் வளையங்கள், மீள் கூறுகள் போன்றவற்றை தயாரிப்பதில் சிலிகான் ரப்பரை சிறப்பாக செயல்பட வைக்கிறது.

மின் காப்பு: ஆர்கனோசிலோக்சேன் சிறந்த மின் காப்பு பண்புகளை வெளிப்படுத்துகிறது, இது மின்னணு துறையில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. சிலிகான் பிசின் (சிலோக்சேன் ஒரு வடிவம்) பெரும்பாலும் மின்னணு பேக்கேஜிங் பொருட்களில் மின் காப்பு வழங்கவும் மின்னணு கூறுகளைப் பாதுகாக்கவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

உயிரி இணக்கத்தன்மை: ஆர்கனோசிலோக்சேன் உயிரியல் திசுக்களுடன் அதிக இணக்கத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளது, எனவே மருத்துவ சாதனங்கள் மற்றும் உயிரி மருத்துவத் துறைகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. உதாரணமாக, சிலிகான் ரப்பர் பெரும்பாலும் செயற்கை உறுப்புகள், மருத்துவ வடிகுழாய்கள் போன்றவற்றுக்கான மருத்துவ சிலிகான் தயாரிக்கப் பயன்படுகிறது.

வேதியியல் நிலைத்தன்மை: ஆர்கனோசிலோக்சேன்கள் அதிக வேதியியல் நிலைத்தன்மையையும் பல இரசாயனங்களுக்கு நல்ல அரிப்பு எதிர்ப்பையும் வெளிப்படுத்துகின்றன. இது வேதியியல் தொட்டிகள், குழாய்கள் மற்றும் சீல் பொருட்கள் தயாரிப்பது போன்ற வேதியியல் துறையில் அதன் பயன்பாட்டை விரிவுபடுத்த அனுமதிக்கிறது.

ஒட்டுமொத்தமாக, ஆர்கனோசிலோக்சேன்கள் சாதாரண கார்பன் சங்கிலி சேர்மங்களை விட மிகவும் மாறுபட்ட பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன, இது உயவு, சீல், மருத்துவம் மற்றும் மின்னணுவியல் போன்ற பல துறைகளில் முக்கிய பங்கு வகிக்க உதவுகிறது.

ஆர்கனோசிலிக்கான் மோனோமர்களைத் தயாரிக்கும் முறை

நேரடி முறை: சிலிக்கானை கரிம சேர்மங்களுடன் நேரடியாக வினைபுரியச் செய்வதன் மூலம் ஆர்கனோசிலிக்கான் பொருட்களை ஒருங்கிணைக்கவும்.

மறைமுக முறை: சிலிக்கான் சேர்மங்களின் விரிசல், பாலிமரைசேஷன் மற்றும் பிற எதிர்வினைகள் மூலம் ஆர்கனோசிலிகானைத் தயாரிக்கவும்.

நீராற்பகுப்பு பாலிமரைசேஷன் முறை: சிலானோல் அல்லது சிலேன் ஆல்கஹாலை நீராற்பகுப்பு பாலிமரைசேஷன் மூலம் ஆர்கனோசிலிகானை தயாரிக்கவும்.

சாய்வு கோபாலிமரைசேஷன் முறை: சாய்வு கோபாலிமரைசேஷன் மூலம் குறிப்பிட்ட பண்புகளைக் கொண்ட ஆர்கனோசிலிக்கான் பொருட்களை ஒருங்கிணைக்கவும். 、

ஆர்கனோசிலிக்கான் சந்தை போக்கு

உயர் தொழில்நுட்பத் துறைகளில் அதிகரித்து வரும் தேவை: உயர் தொழில்நுட்பத் தொழில்களின் விரைவான வளர்ச்சியுடன், அதிக வெப்பநிலை எதிர்ப்பு, அரிப்பு எதிர்ப்பு மற்றும் மின் காப்பு போன்ற சிறந்த பண்புகளைக் கொண்ட ஆர்கனோசிலிக்கானுக்கான தேவை அதிகரித்து வருகிறது.

மருத்துவ சாதன சந்தை விரிவாக்கம்: மருத்துவ சாதன உற்பத்தியில் சிலிகானின் பயன்பாடு தொடர்ந்து விரிவடைந்து வருகிறது, மேலும் உயிரி இணக்கத்தன்மையுடன் இணைந்து, இது மருத்துவ சாதனத் துறையில் புதிய சாத்தியக்கூறுகளைக் கொண்டுவருகிறது.

நிலையான வளர்ச்சி: சுற்றுச்சூழல் விழிப்புணர்வை மேம்படுத்துவது, மேலும் நிலையான வளர்ச்சியை அடைய மக்கும் சிலிகான் போன்ற சிலிகான் பொருட்களின் பசுமை தயாரிப்பு முறைகளின் ஆராய்ச்சியை ஊக்குவிக்கிறது.

புதிய பயன்பாட்டுத் துறைகளின் ஆய்வு: சிலிகான் சந்தையின் புதுமை மற்றும் விரிவாக்கத்தை ஊக்குவிக்க, நெகிழ்வான மின்னணுவியல், ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் சாதனங்கள் போன்ற புதிய பயன்பாட்டுத் துறைகள் தொடர்ந்து உருவாகி வருகின்றன.

எதிர்கால வளர்ச்சி திசை மற்றும் சவால்கள்

செயல்பாட்டு சிலிகான் ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாடு:பல்வேறு தொழில்களின் தேவைகளுக்கு பதிலளிக்கும் விதமாக, சிலிகான் எதிர்காலத்தில் செயல்பாட்டு சிலிகான் பூச்சுகள் போன்ற செயல்பாட்டு மேம்பாட்டிற்கு அதிக கவனம் செலுத்தும், இதில் பாக்டீரியா எதிர்ப்பு மற்றும் கடத்தும் பண்புகள் போன்ற சிறப்பு பண்புகள் அடங்கும்.

மக்கும் சிலிகான் பற்றிய ஆராய்ச்சி:சுற்றுச்சூழல் விழிப்புணர்வை மேம்படுத்துவதன் மூலம், மக்கும் சிலிகான் பொருட்கள் குறித்த ஆராய்ச்சி ஒரு முக்கியமான வளர்ச்சி திசையாக மாறும்.

நானோ சிலிகான் பயன்பாடு: நானோ தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி, உயர் தொழில்நுட்பத் துறைகளில் நானோ சிலிகான் தயாரிப்பு மற்றும் பயன்பாடு குறித்த ஆராய்ச்சி மூலம் அதன் பயன்பாட்டை விரிவுபடுத்துதல்.

தயாரிப்பு முறைகளை பசுமையாக்குதல்: சிலிகான் தயாரிப்பு முறைகளுக்கு, சுற்றுச்சூழலில் ஏற்படும் பாதிப்பைக் குறைக்க, எதிர்காலத்தில் பசுமை மற்றும் சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்த தொழில்நுட்ப வழிகளுக்கு அதிக கவனம் செலுத்தப்படும்.