సిలికాన్ పదార్థాల గతం మరియు వర్తమానం

అధునాతన పదార్థాల విషయానికి వస్తే, సిలికాన్ నిస్సందేహంగా హాట్ టాపిక్. సిలికాన్ అనేది సిలికాన్, కార్బన్, హైడ్రోజన్ మరియు ఆక్సిజన్ కలిగిన ఒక రకమైన పాలిమర్ పదార్థం. ఇది అకర్బన సిలికాన్ పదార్థాల నుండి గణనీయంగా భిన్నంగా ఉంటుంది మరియు అనేక రంగాలలో అద్భుతమైన పనితీరును ప్రదర్శిస్తుంది. సిలికాన్ యొక్క లక్షణాలు, ఆవిష్కరణ ప్రక్రియ మరియు అప్లికేషన్ దిశను లోతుగా పరిశీలిద్దాం.

సిలికాన్ మరియు అకర్బన సిలికాన్ మధ్య తేడాలు:

మొదట, సిలికాన్ మరియు అకర్బన సిలికాన్ మధ్య రసాయన నిర్మాణంలో స్పష్టమైన తేడాలు ఉన్నాయి. సిలికాన్ అనేది సిలికాన్ మరియు కార్బన్, హైడ్రోజన్, ఆక్సిజన్ మరియు ఇతర మూలకాలతో కూడిన పాలిమర్ పదార్థం, అయితే అకర్బన సిలికాన్ ప్రధానంగా సిలికాన్ మరియు ఆక్సిజన్ ద్వారా ఏర్పడిన అకర్బన సమ్మేళనాలను సూచిస్తుంది, ఉదాహరణకు సిలికాన్ డయాక్సైడ్ (SiO2). సిలికాన్ యొక్క కార్బన్ ఆధారిత నిర్మాణం దానికి స్థితిస్థాపకత మరియు ప్లాస్టిసిటీని ఇస్తుంది, ఇది అప్లికేషన్‌లో మరింత సరళమైనదిగా చేస్తుంది. సిలికాన్ యొక్క పరమాణు నిర్మాణ లక్షణాల కారణంగా, అంటే, Si-O బాండ్ (444J/mol) యొక్క బంధం శక్తి CC బాండ్ (339J/mol) కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది, సిలికాన్ పదార్థాలు సాధారణ సేంద్రీయ పాలిమర్ సమ్మేళనాల కంటే అధిక ఉష్ణ నిరోధకతను కలిగి ఉంటాయి.

సిలికాన్ ఆవిష్కరణ:

సిలికాన్ యొక్క ఆవిష్కరణ 20వ శతాబ్దం ప్రారంభంలో కనుగొనబడింది. ప్రారంభ రోజులలో, శాస్త్రవేత్తలు సేంద్రీయ సమూహాలను సిలికాన్ సమ్మేళనాలలోకి ప్రవేశపెట్టడం ద్వారా సిలికాన్‌ను విజయవంతంగా సంశ్లేషణ చేశారు. ఈ ఆవిష్కరణ సిలికాన్ పదార్థాల యొక్క కొత్త శకాన్ని తెరిచింది మరియు పరిశ్రమ మరియు సైన్స్‌లో దాని విస్తృత అనువర్తనానికి పునాది వేసింది. సిలికాన్ యొక్క సంశ్లేషణ మరియు మెరుగుదల గత కొన్ని దశాబ్దాలలో గొప్ప పురోగతిని సాధించింది, ఈ పదార్థం యొక్క నిరంతర ఆవిష్కరణ మరియు అభివృద్ధిని ప్రోత్సహిస్తుంది.

సాధారణ సిలికాన్లు:

సిలికాన్లు అనేది వివిధ రూపాలు మరియు నిర్మాణాలతో సహా ప్రకృతి మరియు కృత్రిమ సంశ్లేషణలో విస్తృతంగా కనిపించే పాలిమర్ సమ్మేళనాల తరగతి. కిందివి సాధారణ సిలికాన్‌లకు కొన్ని ఉదాహరణలు:

పాలీడిమిథైల్సిలోక్సేన్ (PDMS): PDMS అనేది ఒక సాధారణ సిలికాన్ ఎలాస్టోమర్, సాధారణంగా సిలికాన్ రబ్బరులో కనిపిస్తుంది. ఇది అద్భుతమైన వశ్యత మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రత స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు రబ్బరు ఉత్పత్తులు, వైద్య పరికరాలు, కందెనలు మొదలైన వాటి తయారీలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

సిలికాన్ ఆయిల్: సిలికాన్ ఆయిల్ అనేది తక్కువ ఉపరితల ఉద్రిక్తత మరియు మంచి అధిక ఉష్ణోగ్రత నిరోధకత కలిగిన సరళ సిలికాన్ సమ్మేళనం. సాధారణంగా కందెనలు, చర్మ సంరక్షణ ఉత్పత్తులు, వైద్య పరికరాలు మరియు ఇతర రంగాలలో ఉపయోగిస్తారు.

సిలికాన్ రెసిన్: సిలికాన్ రెసిన్ అనేది అద్భుతమైన ఉష్ణ నిరోధకత మరియు విద్యుత్ ఇన్సులేషన్ లక్షణాలతో కూడిన సిలిసిక్ యాసిడ్ సమూహాలతో కూడిన పాలిమర్ పదార్థం. ఇది పూతలు, సంసంజనాలు, ఎలక్ట్రానిక్ ప్యాకేజింగ్ మొదలైన వాటిలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

సిలికాన్ రబ్బరు: సిలికాన్ రబ్బరు అనేది అధిక ఉష్ణోగ్రత నిరోధకత, వాతావరణ నిరోధకత, విద్యుత్ ఇన్సులేషన్ మరియు ఇతర లక్షణాలతో కూడిన రబ్బరు లాంటి సిలికాన్ పదార్థం. ఇది సీలింగ్ రింగులు, కేబుల్ ప్రొటెక్టివ్ స్లీవ్లు మరియు ఇతర రంగాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

ఈ ఉదాహరణలు సిలికాన్ల వైవిధ్యాన్ని చూపుతాయి. వారు వివిధ రంగాలలో ముఖ్యమైన పాత్రను పోషిస్తారు మరియు పరిశ్రమ నుండి రోజువారీ జీవితంలో విస్తృతమైన అప్లికేషన్‌లను కలిగి ఉన్నారు. ఇది అధిక-పనితీరు గల పదార్థంగా సిలికాన్‌ల యొక్క విభిన్న లక్షణాలను కూడా ప్రతిబింబిస్తుంది.

పనితీరు ప్రయోజనాలు

సాధారణ కార్బన్ గొలుసు సమ్మేళనాలతో పోలిస్తే, ఆర్గానోసిలోక్సేన్ (పాలిడిమెథైల్‌సిలోక్సేన్, PDMS) కొన్ని ప్రత్యేకమైన పనితీరు ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది, ఇది అనేక అనువర్తనాల్లో అద్భుతమైన పనితీరును చూపేలా చేస్తుంది. సాధారణ కార్బన్ చైన్ సమ్మేళనాల కంటే ఆర్గానోసిలోక్సేన్ యొక్క కొన్ని పనితీరు ప్రయోజనాలు క్రిందివి:

అధిక ఉష్ణోగ్రత నిరోధకత: ఆర్గానోసిలోక్సేన్ అద్భుతమైన అధిక ఉష్ణోగ్రత నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది. సిలికాన్-ఆక్సిజన్ బంధాల నిర్మాణం అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ఆర్గానోసిలోక్సేన్‌లను స్థిరంగా ఉంచుతుంది మరియు కుళ్ళిపోవడం సులభం కాదు, ఇది అధిక ఉష్ణోగ్రత వాతావరణంలో దాని అప్లికేషన్ కోసం ప్రయోజనాలను అందిస్తుంది. దీనికి విరుద్ధంగా, అనేక సాధారణ కార్బన్ గొలుసు సమ్మేళనాలు అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద కుళ్ళిపోతాయి లేదా పనితీరును కోల్పోవచ్చు.

తక్కువ ఉపరితల ఉద్రిక్తత: ఆర్గానోసిలోక్సేన్ తక్కువ ఉపరితల ఉద్రిక్తతను ప్రదర్శిస్తుంది, ఇది మంచి తేమ మరియు లూబ్రిసిటీని కలిగి ఉంటుంది. ఈ ఆస్తి సిలికాన్ నూనెను (ఆర్గానోసిలోక్సేన్ యొక్క ఒక రూపం) కందెనలు, చర్మ సంరక్షణ ఉత్పత్తులు మరియు వైద్య పరికరాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించేలా చేస్తుంది.

వశ్యత మరియు స్థితిస్థాపకత: ఆర్గానోసిలోక్సేన్ యొక్క పరమాణు నిర్మాణం దీనికి మంచి వశ్యత మరియు స్థితిస్థాపకతను ఇస్తుంది, ఇది రబ్బరు మరియు సాగే పదార్థాలను తయారు చేయడానికి ఆదర్శవంతమైన ఎంపికగా చేస్తుంది. సీలింగ్ రింగులు, సాగే భాగాలు మొదలైన వాటి తయారీలో సిలికాన్ రబ్బరు బాగా పని చేస్తుంది.

ఎలక్ట్రికల్ ఇన్సులేషన్: ఆర్గానోసిలోక్సేన్ అద్భుతమైన ఎలక్ట్రికల్ ఇన్సులేషన్ లక్షణాలను ప్రదర్శిస్తుంది, ఇది ఎలక్ట్రానిక్స్ రంగంలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. సిలికాన్ రెసిన్ (సిలోక్సేన్ యొక్క ఒక రూపం) తరచుగా ఎలక్ట్రానిక్ ప్యాకేజింగ్ పదార్థాలలో విద్యుత్ ఇన్సులేషన్‌ను అందించడానికి మరియు ఎలక్ట్రానిక్ భాగాలను రక్షించడానికి ఉపయోగిస్తారు.

బయో కాంపాబిలిటీ: ఆర్గానోసిలోక్సేన్ జీవ కణజాలాలతో అధిక అనుకూలతను కలిగి ఉంటుంది మరియు అందువల్ల వైద్య పరికరాలు మరియు బయోమెడికల్ రంగాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. ఉదాహరణకు, సిలికాన్ రబ్బరు తరచుగా కృత్రిమ అవయవాలు, వైద్య కాథెటర్లు మొదలైన వాటి కోసం వైద్య సిలికాన్‌ను తయారు చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు.

రసాయన స్థిరత్వం: ఆర్గానోసిలోక్సేన్లు అధిక రసాయన స్థిరత్వాన్ని మరియు అనేక రసాయనాలకు మంచి తుప్పు నిరోధకతను ప్రదర్శిస్తాయి. రసాయన ట్యాంకులు, పైపులు మరియు సీలింగ్ పదార్థాల తయారీ వంటి రసాయన పరిశ్రమలో దాని అప్లికేషన్ విస్తరించడానికి ఇది అనుమతిస్తుంది.

మొత్తంమీద, ఆర్గానోసిలోక్సేన్‌లు సాధారణ కార్బన్ గొలుసు సమ్మేళనాల కంటే విభిన్న లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి, ఇవి లూబ్రికేషన్, సీలింగ్, మెడికల్ మరియు ఎలక్ట్రానిక్స్ వంటి అనేక రంగాలలో ముఖ్యమైన పాత్రను పోషించేలా చేస్తాయి.

ఆర్గానోసిలికాన్ మోనోమర్‌ల తయారీ విధానం

ప్రత్యక్ష పద్ధతి: సేంద్రీయ సమ్మేళనాలతో నేరుగా సిలికాన్‌ను ప్రతిస్పందించడం ద్వారా ఆర్గానోసిలికాన్ పదార్థాలను సంశ్లేషణ చేయండి.

పరోక్ష పద్ధతి: పగుళ్లు, పాలిమరైజేషన్ మరియు సిలికాన్ సమ్మేళనాల ఇతర ప్రతిచర్యల ద్వారా ఆర్గానోసిలికాన్‌ను సిద్ధం చేయండి.

జలవిశ్లేషణ పాలిమరైజేషన్ పద్ధతి: సిలానాల్ లేదా సిలేన్ ఆల్కహాల్ యొక్క జలవిశ్లేషణ పాలిమరైజేషన్ ద్వారా ఆర్గానోసిలికాన్‌ను సిద్ధం చేయండి.

గ్రేడియంట్ కోపాలిమరైజేషన్ పద్ధతి: గ్రేడియంట్ కోపాలిమరైజేషన్ ద్వారా నిర్దిష్ట లక్షణాలతో ఆర్గానోసిలికాన్ పదార్థాలను సంశ్లేషణ చేయండి. ,

ఆర్గానోసిలికాన్ మార్కెట్ ట్రెండ్

హైటెక్ రంగాల్లో పెరుగుతున్న డిమాండ్: హైటెక్ పరిశ్రమల వేగవంతమైన అభివృద్ధితో, అధిక ఉష్ణోగ్రత నిరోధకత, తుప్పు నిరోధకత మరియు విద్యుత్ ఇన్సులేషన్ వంటి అద్భుతమైన లక్షణాలతో ఆర్గానోసిలికాన్‌కు డిమాండ్ పెరుగుతోంది.

వైద్య పరికరాల మార్కెట్ విస్తరణ: వైద్య పరికరాల తయారీలో సిలికాన్ యొక్క అప్లికేషన్ విస్తరిస్తూనే ఉంది మరియు బయో కాంపాబిలిటీతో కలిపి, ఇది వైద్య పరికరాల రంగానికి కొత్త అవకాశాలను తెస్తుంది.

స్థిరమైన అభివృద్ధి: పర్యావరణ అవగాహన మెరుగుదల మరింత స్థిరమైన అభివృద్ధిని సాధించడానికి బయోడిగ్రేడబుల్ సిలికాన్ వంటి సిలికాన్ పదార్థాల ఆకుపచ్చ తయారీ పద్ధతుల పరిశోధనను ప్రోత్సహిస్తుంది.

కొత్త అప్లికేషన్ ఫీల్డ్‌ల అన్వేషణ: సిలికాన్ మార్కెట్ యొక్క ఆవిష్కరణ మరియు విస్తరణను ప్రోత్సహించడానికి అనువైన ఎలక్ట్రానిక్స్, ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు మొదలైన కొత్త అప్లికేషన్ ఫీల్డ్‌లు ఉద్భవించటం కొనసాగుతుంది.

భవిష్యత్తు అభివృద్ధి దిశ మరియు సవాళ్లు

ఫంక్షనల్ సిలికాన్ పరిశోధన మరియు అభివృద్ధి:వివిధ పరిశ్రమల అవసరాలకు ప్రతిస్పందనగా, సిలికాన్ యాంటీ బాక్టీరియల్ మరియు వాహక లక్షణాల వంటి ప్రత్యేక లక్షణాలతో సహా ఫంక్షనల్ సిలికాన్ పూతలు వంటి భవిష్యత్తులో కార్యాచరణ అభివృద్ధికి మరింత శ్రద్ధ చూపుతుంది.

బయోడిగ్రేడబుల్ సిలికాన్‌పై పరిశోధన:పర్యావరణ అవగాహన మెరుగుపడటంతో, బయోడిగ్రేడబుల్ సిలికాన్ పదార్థాలపై పరిశోధన ఒక ముఖ్యమైన అభివృద్ధి దిశగా మారుతుంది.

నానో సిలికాన్ యొక్క అప్లికేషన్: నానోటెక్నాలజీని ఉపయోగించడం, నానో సిలికాన్ తయారీ మరియు అప్లికేషన్‌పై పరిశోధన చేయడం ద్వారా హైటెక్ రంగాల్లో దాని అప్లికేషన్‌ను విస్తరించడం.

తయారీ పద్ధతుల పచ్చదనం: సిలికాన్ తయారీ పద్ధతుల కోసం, పర్యావరణంపై ప్రభావాన్ని తగ్గించడానికి భవిష్యత్తులో ఆకుపచ్చ మరియు పర్యావరణ అనుకూల సాంకేతిక మార్గాలపై మరింత శ్రద్ధ చూపబడుతుంది.