• Home
  • Chimica
  • Astronomia
  • Energia
  • Natura
  • Biologia
  • Fisica
  • Elettronica
  •  science >> Scienza >  >> Chimica
    Blocchi di costruzione in silicio su misura

    Uno degli elementi costitutivi del silicio che consentono la progettazione di siliconi per varie applicazioni. Credito:gruppo Wagner, Università Goethe

    L'ampio spettro di applicazioni per i siliconi comprende impianti medici, cosmetici, oli idraulici, sigillanti e protezione dalla corrosione:un argomento importante, in considerazione dei danni da corrosione globali dell'ordine di circa 3,3 trilioni di dollari USA all'anno. Per ottimizzare i materiali sintetici a base di silicio per applicazioni specifiche, sono necessari blocchi costitutivi di clorosilano su misura per produrre e reticolare i polimeri a catena lunga. Questo influenza, Per esempio, viscosità del materiale e proprietà di scorrimento. Stanno emergendo sfide completamente nuove nell'area della stampa 3D, con cui è possibile realizzare prodotti come scarpe da corsa personalizzate.

    Dal 1940, il processo diretto Müller-Rochow ha costituito la spina dorsale dell'industria del silicone. In questo processo, il silicio elementare viene convertito con cloruro di metile in metilclorosilani ad alte temperature e pressioni in presenza di un catalizzatore di rame. Il gruppo di lavoro guidato dal professor Matthias Wagner presso l'Istituto di chimica inorganica e analitica dell'Università Goethe di Francoforte ha ora sviluppato un processo complementare che presenta numerosi vantaggi rispetto al processo diretto:utilizza esaclorodisilano e idrocarburi clorurati come materiali di partenza. "L'esaclorodisilano è già prodotto in serie per l'industria dei semiconduttori e il percloroetilene (PER) che usiamo particolarmente di frequente è un liquido non infiammabile così economico da essere utilizzato in tutto il mondo come solvente per il lavaggio a secco, " dice Matthias Wagner. Inoltre, il processo funziona a temperatura ambiente ea pressione normale. Per attivarlo, è necessaria solo una piccola concentrazione di ioni cloruro al posto di un catalizzatore.

    "Il nostro processo produce organoclorosilani altamente funzionalizzati che sono reticolanti ideali. Inoltre, la loro particolare struttura offre ottime possibilità di regolare a piacimento la flessibilità meccanica delle catene di silicio, " spiega la co-inventrice Isabelle Georg, la cui tesi di dottorato è sponsorizzata dalla Fondazione Evonik. Anche Julian Teichmann è stato coinvolto nel progetto. Conferma che soprattutto la stretta collaborazione tra Goethe University ed Evonik ha avuto un'enorme influenza sulla sua formazione:"La discussione regolare dei nostri risultati con i chimici industriali di Evonik mi ha aperto gli occhi fin dall'inizio sui vincoli economici e sui requisiti ecologici. È stato affascinante seguire il percorso dalle nostre scoperte in il laboratorio attraverso le procedure di brevetto alla realizzazione su scala tecnica nella pratica."

    Uno degli elementi costitutivi del silicio che consentono la progettazione di siliconi per varie applicazioni. Credito:Gruppo Wagner, Università Goethe

    I chimici di Francoforte ritengono che il potenziale speciale dei loro monomeri risieda nel fatto che contengono non solo legami silicio-cloro, ma anche legami multipli carbonio-carbonio. Lo scopo del primo è quello di costruire le catene inorganiche silicio-ossigeno; quest'ultimo può essere legato per formare polimeri organici. Questa combinazione unica consente nuovi percorsi verso materiali ibridi inorganici-organici.

    Uno degli elementi costitutivi del silicio che consentono la progettazione di siliconi per varie applicazioni. Credito:Gruppo Wagner, Università Goethe




    © Scienza https://it.scienceaq.com