در سال 1901 کیپینگ -شیمی دان انگلیسی- کلمه سیلیکون را برای توصیف فرمول پلی دی فنیل سیلوکسان، ابداع کرد. اگرچه این نام در استفاده رایج باقی مانده است اما اصطلاح سیلوکسان با توجه به نام‌گذاری شیمی مدرن نام گذاری صحیح تری برای سیلیکون است. در این مطلب به بررسی کوتاه این ماده و کابردهای شگفت انگیز آن می پردازیم و نیم نگاهی هم به بازار جهانی آن داریم.

سیلیکون چه ویژگی هایی دارد که آن را خاص کرده است؟

• هدایت حرارتی کم
• واکنش شیمیایی کم
• سمیت کم
• پایداری حرارتی (ثبات خواص در محدوده دمایی وسیع 100- تا 250 درجه سانتی گراد)
• توانایی دفع آب و تشکیل مهر و موم های ضد آب.
• به بسیاری از بسترها نمی چسبد، اما به خوبی به سایر لایه ها می چسبد، به عنوان مثال شیشه یا فایبرگلاس
• در مقابل رشد میکروبیولوژیکی پایدار است
• مقاومت در برابر اکسیژن، ازن و اشعه ماوراء بنفش( این ویژگی منجر به استفاده گسترده از سیلیکون ها در صنعت ساخت و ساز (به عنوان مثال پوشش، حفاظت در برابر آتش، آب بندی لعاب) و صنعت خودرو (واشر خارجی، تزئینات خارجی) شده است.
• خواص عایق الکتریکی: از آنجایی که سیلیکون را می توان به صورت عایق یا رسانای الکتریکی فرموله کرد، برای طیف وسیعی از کاربردهای الکتریکی مناسب است.
• سیلیکون را می توان به ورق لاستیکی تبدیل کرد، این کار استفاده از ورق های سیلیکونی را به صنایعی که نیاز به بهداشت دارند، به عنوان مثال، مواد غذایی و آشامیدنی، و داروسازی گسترش می دهد.

کاربرد های سیلیکون

سیلیکون در بسیاری از محصولات استفاده می شود. دسته بندی های اصلی زیر را می توان برای آن در نظر گرفت: برق (مانند عایق)، الکترونیک (مانند پوشش)، خانگی (مانند درزگیرها و ظروف پخت و پز)، خودرو (مانند واشر)، هواپیما (به عنوان مثال، مهر و موم)، اداری. ماشین آلات (مانند پدهای صفحه کلید)، پزشکی و دندانپزشکی (مانند قالب های قالب گیری دندان)، منسوجات و کاغذ (مانند پوشش ها).

در ادامه به بررسی چند مورد جالب از کاربرد های سیلیکون در صنایع مختلف می پردازیم.

کاربرد سیلیکون در خودرو سازی

سلیکون در صنعت خوردو سازی کاربرد های متنوعی دارد. به طور مثال می توان به موارد جذاب زیر اشاره کرد:

1. گریس سیلیکون معمولاً به عنوان روان کننده برای اجزای ترمز استفاده می شود، زیرا در دماهای بالا پایدار است. محلول در آب نیست، و به مراتب کمتر از سایر روان کننده ها احتمال آلودگی دارد.
2. بعضی از روغن ترمز ها بر پایه سیلیکون مایع هستند.
3. سیم های شمع خودرو توسط چندین لایه سیلیکونی عایق بندی می شوند تا از ایجاد جرقه در سیم های مجاور که باعث احتراق ناقص می شود جلوگیری شود.
4. گاهی اوقات از لوله های سیلیکونی در سیستم های ورودی خودرو (به ویژه برای موتورهای با القایی اجباری) استفاده می شود.
5. ورق سلیکون برای ساخت اورینگ سیلیکون مورد استفاده در موتورهای خودرو، گیربکس و ... استفاده می شود.
6. علاوه بر این، به دلیل استحکام بالای ترکیبات سیلیکونی مانند لاستیک سیلیکون به عنوان پوشش و درزگیر برای کیسه هوا استفاده می شود.

کاربرد سلیکون در صنعت هوافضا

سیلیکون به دلیل خواص آب بندی، پایداری در محدوده دمایی گسترده، دوام، میرایی صدا و کیفیت ضد لرزش و به طور طبیعی خاصیت بازدارنده شعله، ماده ای است که به طور گسترده در صنعت هوافضا استفاده می شود. حفظ عملکرد فوق العاده برای ایمنی مسافران در صنعت هوافضا بسیار مهم است، بنابراین هر جزء در هواپیما به مواد با کارایی بالا نیاز دارد.

در حین پرواز، هواپیما در مدت زمان نسبتاً کوتاهی دچار نوسانات دما می شود. از دمای انجماد هنگام پرواز در ارتفاع کامل تا دمای محیط در هنگام روی زمین در کشورهای گرم. به همین دلیل سعی می شود برای ساخت واشر های مورد استفاده در هواپیماها از لاستیک سیلیکونی استفاده شود تا در محدوده دمایی گسترده امنیت هواپیما و مسافران را حفظ کند.

همچنین مقاومت لاستیک سیلیکون در برابر خوردگی حرارتی، باعث شده است تا برای واشر در موتورهای هواپیما استفاده شود. این ماده هم ایمنی هواپیما را بهبود می بخشد و هم هزینه های تعمیر و نگهداری را کاهش می دهد.

این ماده می تواند به عنوان یک غلاف برای محافظت از سیم ها و اجزای الکتریکی در برابر هرگونه گرد و غبار یا یخ که ممکن است به داخل هواپیما نفوذ کند، استفاده شود.

از آنجایی که ماهیت سفر هوایی منجر به سر و صدا و لرزش زیاد می شود، موتورهای قدرتمند، فرودها و سرعت های بالا همگی باید در نظر گرفته شوند تا از راحتی مسافران و عملکرد ایمن هواپیما اطمینان حاصل شود. از آنجایی که لاستیک سیلیکون خاصیت کاهش نویز و ضد لرزش دارد، می‌توان آن را به اجزای کوچک تبدیل کرد و در شکاف‌های کوچک قرار داد تا اطمینان حاصل شود که تمام تجهیزات می‌توانند از لرزش‌های ناخواسته محافظت شوند.

کاربرد سیلیکون در پوشش دهی سایر مواد

لایه‌های سیلیکونی را می‌توان روی زیرلایه‌های مبتنی بر سیلیس مانند شیشه اعمال کرد تا یک پوشش آبگریز با پیوند کووالانسی ایجاد کند. چنین پوشش هایی برای استفاده در شیشه جلوی هواپیما برای دفع آب و حفظ دید، بدون نیاز به برف پاک کن های مکانیکی شیشه جلو که در سرعت های مافوق صوت غیر عملی هستند، ساخته شده اند. این کاربرد به خودرو سازان نیز کمک کرده است که خودرو هایی بدون برف پاک کن تولید کنند.

همچنین بسیاری از پارچه ها را می توان با سیلیکون پوشاند تا یک کامپوزیت قوی و ضد آب تشکیل دهد. برای مثال می توان به پارچه سیلیکون اشاره کرد که در واقع نوعی پارچه فایبرگلاس است که از دو طرف با لایه های سیلیکونی پوشانده شده است تا علاوه بر حفظ خواص فایبرگلاس خواصی جدید به آن اضافه کند. از این محصول معمولاً در کوره های ذوب فلزات استفاده می شود.

کاربرد سیلیکون در پزشکی و جراحی زیبایی

سیلیکون در کاربردهایی که نیاز به زیست سازگاری بالایی دارند استفاده می شود. به طور مثال از این ماده در ژل بانداژها و پانسمان ها، ایمپلنت های سینه ای، لنزهای تماسی و انواع دیگر مصارف پزشکی استفاده می شود.

همچنین در چشم پزشکی از بسیاری از محصولات مانند روغن سیلیکونی استفاده می شود. به طور مثال می توان به جایگزینی زجاجیه پس از ویترکتومی به کمک سلیکون اشاره کرد.

 

بازار جهانی سیلیکون

اگر می خواهید ارزش سیلیکون را درک کنید بد نیست نگاهی هم به بازار جهانی آن داشته باشید! طبق پیش بینی های محققان انتظار می رود اندازه بازار جهانی سیلیکون از 16.3 میلیارد دلار در سال 2021 به 30.9 میلیارد دلار تا سال 2030 افزایش یابد. همچنین انتظار می رود آسیا و اقیانوسیه در طول دوره پیش بینی سریع ترین رشد را داشته باشد.