سيليكون: تعريفات وتاريخ واستخدامات

السيليكون هي نوع من الاصطناعية بوليمروهي مادة مصنوعة من وحدات كيميائية أصغر ومتكررة تسمى مونومرات التي ترتبط ببعضها البعض في سلاسل طويلة. يتكون السيليكون من العمود الفقري للسليكون والأكسجين ، مع "sidechains" تتكون من مجموعات الهيدروجين و / أو الهيدروكربونات المتصلة ذرات السيليكون. لأن العمود الفقري لا يحتوي على الكربون ، يعتبر السيليكون بوليمر غير عضويالذي يختلف عن كثير عضوي البوليمرات التي تتكون عمودها الفقري من الكربون.

روابط السليكون والأكسجين في العمود الفقري السيليكوني مستقرة للغاية ، وترتبط ببعضها البعض بقوة أكبر من روابط الكربون والكربون الموجودة في العديد من البوليمرات الأخرى. وبالتالي ، يميل السيليكون إلى أن يكون أكثر مقاومة للحرارة من البوليمرات العضوية التقليدية.

تصنع السيديكات السيليكونية البوليمر نافرة من الماء، مما يجعلها مفيدة للتطبيقات التي قد تتطلب صد المياه. sidechains ، والتي تتكون عادة من الميثيل كما أنه يجعل من الصعب على السيليكون التفاعل مع المواد الكيميائية الأخرى ويمنعه من الالتصاق بالعديد من الأسطح. يمكن ضبط هذه الخصائص عن طريق تغيير المجموعات الكيميائية المرتبطة بالعمود الفقري للسيليكون والأكسجين.

السيليكون متين وسهل التصنيع ومستقر على نطاق واسع من المواد الكيميائية ودرجات الحرارة. لهذه الأسباب ، تم تسويق السيليكون تجاريًا بدرجة كبيرة ويستخدم في العديد من الصناعات ، بما في ذلك السيارات والبناء والطاقة والإلكترونيات والكيماويات والطلاءات والمنسوجات والعناية الشخصية. يحتوي البوليمر أيضًا على مجموعة متنوعة من التطبيقات الأخرى ، بدءًا من الإضافات إلى أحبار الطباعة إلى المكونات الموجودة في مزيلات العرق.

ابتكر الكيميائي فريدريك كيبنغ مصطلح "السيليكون" لوصف المركبات التي كان يصنعها ويدرسها في مختبره. لقد استنتج أنه يجب أن يكون قادرًا على صنع مركبات مشابهة لتلك التي يمكن أن تصنع بالكربون والهيدروجين ، لأن السيليكون والكربون يشتركان في العديد من أوجه التشابه. كان الاسم الرسمي لوصف هذه المركبات "silicoketone" ، الذي اختصره إلى السيليكون.

كان Kipping أكثر اهتمامًا بتجميع الملاحظات حول هذه المركبات من معرفة كيفية عملها بالضبط. أمضى سنوات عديدة في إعدادها وتسميتها. سيساعد علماء آخرون في اكتشاف الآليات الأساسية الكامنة وراء السيليكون.

في ثلاثينيات القرن العشرين ، كان عالم من شركة Corning Glass Works يحاول العثور على مادة مناسبة لتضمينها في العزل للأجزاء الكهربائية. عمل السيليكون للتطبيق بسبب قدرته على التصلب تحت الحرارة. أدى هذا التطور التجاري الأول إلى تصنيع السيليكون على نطاق واسع.

على الرغم من تهجئة "السيليكون" و "السليكون" بشكل مماثل ، إلا أنهما ليسا متماثلين.

سيليكون يحتوي علىالسيليكونعنصر ذري مع العدد الذري من 14. السليكون هو عنصر يحدث بشكل طبيعي مع العديد من الاستخدامات ، وعلى الأخص كعنصر أشباه الموصلات في الإلكترونيات. السيليكون ، من ناحية أخرى ، هو من صنع الإنسان ولا يوصل الكهرباء ، كما هو عازل. لا يمكن استخدام السيليكون كجزء من شريحة داخل الهاتف الخليوي ، على الرغم من أنها مادة شائعة لحالات الهاتف الخليوي.

يشير مصطلح "السيليكا" ، الذي يبدو مثل "السيليكون" ، إلى جزيء يتكون من ذرة سيليكون مرتبطة بذرتين من الأكسجين. الكوارتز مصنوع من السيليكا.

هناك عدة أشكال مختلفة من السيليكون ، والتي تختلف في شكلها درجة التشابك. تصف درجة التشابك المتشابك مدى الترابط بين سلاسل السيليكون ، مع القيم الأعلى التي تؤدي إلى مادة سيليكون أكثر صلابة. يغير هذا المتغير خصائصه مثل قوة البوليمر وخصائصه نقطة الانصهار.

تشمل أشكال السيليكون ، بالإضافة إلى بعض تطبيقاته ، ما يلي:

• سوائل السيليكون، وتسمى أيضًا زيوت السيليكون ، تتكون من سلاسل مستقيمة من بوليمر السيليكون بدون تشابك. وقد وجدت هذه السوائل استخدامًا كمواد تشحيم وإضافات طلاء ومكونات في مستحضرات التجميل.
• هلام السيليكون عدد قليل من الروابط المتشابكة بين سلاسل البوليمر. تم استخدام هذه المواد الهلامية في مستحضرات التجميل وكصيغة موضعية للأنسجة المتندبة ، حيث يشكل السيليكون حاجزًا يساعد البشرة على البقاء رطبًا. كما يستخدم هلام السيليكون كمواد لزراعة الثدي والجزء الناعم من بعضها النعال الأحذية.
• مطاط السيليكون، والتي تسمى أيضًا مطاط السيليكون ، تتضمن المزيد من الروابط المتشابكة ، مما ينتج عنها مادة تشبه المطاط. وقد وجدت هذه المطاطات عوازل في صناعة الإلكترونيات ، وأختام في المركبات الفضائية ، وقفازات الفرن للخبز.
• راتينج سيليكون هي شكل صلب من السيليكون مع كثافة تشابك عالية. تم استخدام هذه الراتنجات في الطلاء المقاوم للحرارة وكمواد مقاومة للعوامل الجوية لحماية المباني.

نظرًا لأن السيليكون خامل كيميائيًا وأكثر ثباتًا من البوليمرات الأخرى ، فمن غير المتوقع أن يتفاعل مع أجزاء من الجسم. ومع ذلك ، تعتمد السمية على عوامل مثل وقت التعرض ، والتركيب الكيميائي ، ومستويات الجرعة ، ونوع التعرض ، وامتصاص المادة الكيميائية ، والاستجابة الفردية.

قام الباحثون بفحص السمية المحتملة للسيليكون من خلال البحث عن تأثيرات مثل تهيج الجلد والتغيرات في الجهاز التناسلي والطفرات. على الرغم من أن بعض أنواع السيليكون أظهرت احتمالية تهيج الجلد البشري ، فقد أظهرت الدراسات أن التعرض للكميات القياسية من السيليكون عادةً ما ينتج عنه القليل من التأثيرات الضائرة أو ليس لها أي آثار ضارة.

• السيليكون هو نوع من البوليمر الاصطناعي. يحتوي على العمود الفقري السيليكون والأكسجين ، مع "sidechains" تتكون من مجموعات الهيدروجين و / أو الهيدروكربونات المتصلة ذرات السيليكون.
• يجعل العمود الفقري السيليكوني للأكسجين السيليكون أكثر استقرارًا من البوليمرات التي تحتوي على العمود الفقري للكربون والكربون.
• السيليكون متين ومستقر وسهل التصنيع. لهذه الأسباب ، تم تسويقه تجاريًا على نطاق واسع وتم العثور عليه في العديد من العناصر اليومية.
• يحتوي السيليكون على السيليكون ، وهو عنصر كيميائي طبيعي.
• تتغير خصائص السيليكون مع زيادة درجة التشابك. سوائل السيليكون ، التي لا تحتوي على تشابك ، هي الأقل صلابة. راتنجات السيليكون ، التي لديها مستوى عال من التشابك ، هي الأكثر صلابة.

فريمان ، ج. ج. "السيليكون متعدد الاستخدامات." العالم الجديد, 1958.

أنواع جديدة من راتنج السيليكون تفتح مجالات أوسع للتطبيق ، ماركو هيور ، صناعة الطلاء والطلاء.

“سمية السيليكون." في سلامة غرسات الثدي بالسيليكون، أد. Bondurant ، S. ، Ernster ، V. ، و Herdman ، R. مطبعة الأكاديميات الوطنية ، 1999.

"السيليكون". صناعة الكيمياء الأساسية.

شوكلا ، ب. ، وكولكارني ، ر. "بوليمرات السيليكون: التاريخ والكيمياء."

"The Technic يستكشف السيليكون." ميشيغان تكنيك، المجلد. 63-64 ، 1945 ، ص. 17.

جزازة. السيليكون: مركبات وخصائص.