सिलिकॉन सामग्री का अतीत और वर्तमान

जब उन्नत सामग्रियों की बात आती है, तो सिलिकॉन निस्संदेह एक गर्म विषय है। सिलिकॉन एक प्रकार का बहुलक पदार्थ है जिसमें सिलिकॉन, कार्बन, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन होते हैं। यह अकार्बनिक सिलिकॉन सामग्रियों से काफी अलग है और कई क्षेत्रों में उत्कृष्ट प्रदर्शन प्रदर्शित करता है। आइए सिलिकॉन की विशेषताओं, खोज प्रक्रिया और अनुप्रयोग दिशा पर गहराई से नज़र डालें।

सिलिकॉन और अकार्बनिक सिलिकॉन के बीच अंतर:

सबसे पहले, सिलिकॉन और अकार्बनिक सिलिकॉन के बीच रासायनिक संरचना में स्पष्ट अंतर हैं। सिलिकॉन एक बहुलक पदार्थ है जो सिलिकॉन और कार्बन, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन और अन्य तत्वों से बना होता है, जबकि अकार्बनिक सिलिकॉन मुख्य रूप से सिलिकॉन और ऑक्सीजन द्वारा निर्मित अकार्बनिक यौगिकों, जैसे सिलिकॉन डाइऑक्साइड (SiO2) को संदर्भित करता है। सिलिकॉन की कार्बन-आधारित संरचना इसे लोच और प्लास्टिसिटी प्रदान करती है, जिससे इसे उपयोग में अधिक लचीला बना दिया जाता है। सिलिकॉन की आणविक संरचना विशेषताओं के कारण, यानी, Si-O बॉन्ड (444J/mol) की बॉन्ड ऊर्जा CC बॉन्ड (339J/mol) की तुलना में अधिक है, सिलिकॉन सामग्री में सामान्य कार्बनिक पॉलिमर यौगिकों की तुलना में अधिक गर्मी प्रतिरोध होता है।

सिलिकॉन की खोज:

सिलिकॉन की खोज का पता 20वीं सदी की शुरुआत में लगाया जा सकता है। शुरुआती दिनों में, वैज्ञानिकों ने सिलिकॉन यौगिकों में कार्बनिक समूहों को शामिल करके सिलिकॉन को सफलतापूर्वक संश्लेषित किया। इस खोज ने सिलिकॉन सामग्री के एक नए युग की शुरुआत की और उद्योग और विज्ञान में इसके व्यापक अनुप्रयोग की नींव रखी। सिलिकॉन के संश्लेषण और सुधार ने पिछले कुछ दशकों में काफी प्रगति की है, जिससे इस सामग्री के निरंतर नवाचार और विकास को बढ़ावा मिला है।

सामान्य सिलिकोन:

सिलिकॉन बहुलक यौगिकों का एक वर्ग है जो व्यापक रूप से प्रकृति और कृत्रिम संश्लेषण में पाया जाता है, जिसमें विभिन्न रूप और संरचनाएं शामिल हैं। सामान्य सिलिकोन के कुछ उदाहरण निम्नलिखित हैं:

पॉलीडिमिथाइलसिलोक्सेन (पीडीएमएस): पीडीएमएस एक विशिष्ट सिलिकॉन इलास्टोमेर है, जो आमतौर पर सिलिकॉन रबर में पाया जाता है। इसमें उत्कृष्ट लचीलापन और उच्च तापमान स्थिरता है, और इसका व्यापक रूप से रबर उत्पादों, चिकित्सा उपकरणों, स्नेहक आदि की तैयारी में उपयोग किया जाता है।

सिलिकॉन तेल: सिलिकॉन तेल कम सतह तनाव और अच्छे उच्च तापमान प्रतिरोध वाला एक रैखिक सिलिकॉन यौगिक है। आमतौर पर स्नेहक, त्वचा देखभाल उत्पादों, चिकित्सा उपकरणों और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है।

सिलिकॉन रेज़िन: सिलिकॉन रेज़िन उत्कृष्ट गर्मी प्रतिरोध और विद्युत इन्सुलेशन गुणों के साथ सिलिकिक एसिड समूहों से बना एक बहुलक सामग्री है। इसका व्यापक रूप से कोटिंग्स, चिपकने वाले पदार्थ, इलेक्ट्रॉनिक पैकेजिंग आदि में उपयोग किया जाता है।

सिलिकॉन रबर: सिलिकॉन रबर एक रबर जैसा सिलिकॉन पदार्थ है जिसमें उच्च तापमान प्रतिरोध, मौसम प्रतिरोध, विद्युत इन्सुलेशन और अन्य गुण होते हैं। इसका व्यापक रूप से सीलिंग रिंग, केबल सुरक्षात्मक आस्तीन और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है।

ये उदाहरण सिलिकोन की विविधता दर्शाते हैं। वे विभिन्न क्षेत्रों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं और उद्योग से लेकर दैनिक जीवन तक उनके अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है। यह उच्च प्रदर्शन सामग्री के रूप में सिलिकोन की विविध विशेषताओं को भी दर्शाता है।

प्रदर्शन लाभ

सामान्य कार्बन श्रृंखला यौगिकों की तुलना में, ऑर्गेनोसिलोक्सेन (पॉलीडिमिथाइलसिलोक्सेन, पीडीएमएस) में कुछ अद्वितीय प्रदर्शन फायदे हैं, जो इसे कई अनुप्रयोगों में उत्कृष्ट प्रदर्शन दिखाते हैं। सामान्य कार्बन श्रृंखला यौगिकों की तुलना में ऑर्गेनोसिलोक्सेन के कुछ प्रदर्शन लाभ निम्नलिखित हैं:

उच्च तापमान प्रतिरोध: ऑर्गेनोसिलोक्सेन में उत्कृष्ट उच्च तापमान प्रतिरोध है। सिलिकॉन-ऑक्सीजन बांड की संरचना ऑर्गेनोसिलोक्सेन को उच्च तापमान पर स्थिर बनाती है और विघटित करना आसान नहीं होता है, जो उच्च तापमान वाले वातावरण में इसके अनुप्रयोग के लिए लाभ प्रदान करता है। इसके विपरीत, कई सामान्य कार्बन श्रृंखला यौगिक उच्च तापमान पर विघटित हो सकते हैं या अपना प्रदर्शन खो सकते हैं।

कम सतह तनाव: ऑर्गेनोसिलोक्सेन कम सतह तनाव प्रदर्शित करता है, जिससे इसमें अच्छी वेटेबिलिटी और चिकनाई होती है। यह गुण सिलिकॉन तेल (ऑर्गेनोसिलोक्सेन का एक रूप) को स्नेहक, त्वचा देखभाल उत्पादों और चिकित्सा उपकरणों में व्यापक रूप से उपयोग करता है।

लचीलापन और लोच: ऑर्गेनोसिलोक्सेन की आणविक संरचना इसे अच्छा लचीलापन और लोच प्रदान करती है, जो इसे रबर और लोचदार सामग्री तैयार करने के लिए एक आदर्श विकल्प बनाती है। इससे सिलिकॉन रबर सीलिंग रिंग, इलास्टिक घटकों आदि की तैयारी में अच्छा प्रदर्शन करता है।

विद्युत इन्सुलेशन: ऑर्गेनोसिलोक्सेन उत्कृष्ट विद्युत इन्सुलेशन गुण प्रदर्शित करता है, जो इसे इलेक्ट्रॉनिक्स क्षेत्र में व्यापक रूप से उपयोग करता है। सिलिकॉन रेजिन (सिलोक्सेन का एक रूप) का उपयोग अक्सर इलेक्ट्रॉनिक पैकेजिंग सामग्री में विद्युत इन्सुलेशन प्रदान करने और इलेक्ट्रॉनिक घटकों की सुरक्षा के लिए किया जाता है।

जैव अनुकूलता: ऑर्गेनोसिलोक्सेन की जैविक ऊतकों के साथ उच्च अनुकूलता है और इसलिए इसका व्यापक रूप से चिकित्सा उपकरणों और जैव चिकित्सा क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, सिलिकॉन रबर का उपयोग अक्सर कृत्रिम अंगों, मेडिकल कैथेटर आदि के लिए मेडिकल सिलिकॉन तैयार करने के लिए किया जाता है।

रासायनिक स्थिरता: ऑर्गेनोसिलोक्सेन उच्च रासायनिक स्थिरता और कई रसायनों के लिए अच्छा संक्षारण प्रतिरोध प्रदर्शित करते हैं। इससे रासायनिक उद्योग में इसके अनुप्रयोग का विस्तार किया जा सकता है, जैसे कि रासायनिक टैंक, पाइप और सीलिंग सामग्री की तैयारी के लिए।

कुल मिलाकर, ऑर्गेनोसिलोक्सेन में सामान्य कार्बन श्रृंखला यौगिकों की तुलना में अधिक विविध गुण होते हैं, जो उन्हें स्नेहन, सीलिंग, चिकित्सा और इलेक्ट्रॉनिक्स जैसे कई क्षेत्रों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाने में सक्षम बनाता है।

ऑर्गेनोसिलिकॉन मोनोमर्स की तैयारी विधि

प्रत्यक्ष विधि: सिलिकॉन को कार्बनिक यौगिकों के साथ सीधे प्रतिक्रिया करके ऑर्गेनोसिलिकॉन सामग्री को संश्लेषित करें।

अप्रत्यक्ष विधि: क्रैकिंग, पोलीमराइजेशन और सिलिकॉन यौगिकों की अन्य प्रतिक्रियाओं के माध्यम से ऑर्गेनोसिलिकॉन तैयार करें।

हाइड्रोलिसिस पोलीमराइजेशन विधि: सिलानॉल या सिलाने अल्कोहल के हाइड्रोलिसिस पोलीमराइजेशन द्वारा ऑर्गेनोसिलिकॉन तैयार करें।

ग्रेडिएंट कोपोलिमराइजेशन विधि: ग्रेडिएंट कोपोलिमराइजेशन द्वारा विशिष्ट गुणों वाले ऑर्गेनोसिलिकॉन सामग्रियों को संश्लेषित करें। 、

ऑर्गेनोसिलिकॉन बाजार का रुझान

उच्च तकनीक क्षेत्रों में बढ़ती मांग: उच्च तकनीक उद्योगों के तेजी से विकास के साथ, उच्च तापमान प्रतिरोध, संक्षारण प्रतिरोध और विद्युत इन्सुलेशन जैसे उत्कृष्ट गुणों वाले ऑर्गेनोसिलिकॉन की मांग बढ़ रही है।

चिकित्सा उपकरण बाजार का विस्तार: चिकित्सा उपकरण निर्माण में सिलिकॉन के अनुप्रयोग का विस्तार जारी है, और जैव अनुकूलता के साथ मिलकर, यह चिकित्सा उपकरणों के क्षेत्र में नई संभावनाएं लाता है।

सतत विकास: पर्यावरण जागरूकता में सुधार अधिक टिकाऊ विकास प्राप्त करने के लिए बायोडिग्रेडेबल सिलिकॉन जैसी सिलिकॉन सामग्री की हरित तैयारी विधियों के अनुसंधान को बढ़ावा देता है।

नए अनुप्रयोग क्षेत्रों की खोज: सिलिकॉन बाजार के नवाचार और विस्तार को बढ़ावा देने के लिए नए अनुप्रयोग क्षेत्र उभरते रहते हैं, जैसे लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरण इत्यादि।

भविष्य के विकास की दिशा और चुनौतियाँ

कार्यात्मक सिलिकॉन का अनुसंधान और विकास:विभिन्न उद्योगों की जरूरतों के जवाब में, सिलिकॉन भविष्य में कार्यक्षमता के विकास पर अधिक ध्यान देगा, जैसे कि कार्यात्मक सिलिकॉन कोटिंग्स, जिसमें विशेष गुण जैसे जीवाणुरोधी और प्रवाहकीय गुण शामिल हैं।

बायोडिग्रेडेबल सिलिकॉन पर शोध:पर्यावरण जागरूकता में सुधार के साथ, बायोडिग्रेडेबल सिलिकॉन सामग्रियों पर अनुसंधान एक महत्वपूर्ण विकास दिशा बन जाएगा।

नैनो सिलिकॉन का अनुप्रयोग: नैनोटेक्नोलॉजी का उपयोग करते हुए, उच्च-तकनीकी क्षेत्रों में इसके अनुप्रयोग का विस्तार करने के लिए नैनो सिलिकॉन की तैयारी और अनुप्रयोग पर अनुसंधान।

तैयारी के तरीकों की हरियाली: सिलिकॉन की तैयारी के तरीकों के लिए, पर्यावरण पर प्रभाव को कम करने के लिए भविष्य में हरित और पर्यावरण के अनुकूल तकनीकी मार्गों पर अधिक ध्यान दिया जाएगा।