Открыт новый способ получения силикона с помощью воздуха
Изобретение такого материала, как силикон, состоялось в середине двадцатого века. Однако широкое применение в различных областях техники и быта он нашёл только в последнее время. Различные силиконы используются и в радиоэлектронной промышленности, и в медицине, и в пищевой индустрии, из них состоят масла, смазки и пр. И эти материалы есть за что ценить; медики, к примеру, любят их за устойчивость к воздействию спиртов, щелочей, кислот, перекиси водорода, нейтральность и нетоксичность. Силиконы прочны и могут служить долгие годы. Силиконы используются даже в косметических средствах для кожи и волос – с ними косметика становится менее клейкой и жирной, лучше смягчает и разглаживает кожу, а волосы приобретают особый блеск (хотя у «силиконовой» косметики есть и свои недостатки). А силиконовые герметики стали частью нашего быта (особенно при ремонте сантехники, автомобилей). Сферы применения этих материалов всё расширяются, однако производство их требует специфического оборудования и условий, оно сложно и поэтому стоит немалых денег. Российские учёные, возможно, смогли положить этому конец. Они разработали способ получения силиконов при низкой температуре и обычном атмосферном давлении, при этом в реакциях используются недорогие и безопасные компоненты. Результаты работы опубликованы в издании Journal of the American Chemical Society. Исследования были поддержаны Российским научным фондом.
Строго говоря, исследователи научились получать упомянутым способом пара-карбоксифенилсилоксаны – кремнийорганические соединения, являющиеся основой этих самых силиконов. Множество различных силиконов уже давно создано, всем им найдено широкое применение. Однако проблемы в силиконовой промышленности всё равно существуют. Одна из главных задач состоит в том, чтобы создать силиконы с органическим заместителем, не боящимся воды. Такое соединение позволит значительно легче и быстрее вводить другие заместители, регулировать степень гидрофобности силикона, создавать устойчивые водные эмульсии и проделывать ещё множество различных «трюков». Всего одно небольшое изменение в структуре вещества позволит создавать новые разновидности силиконов, наделённые самозалечивающимися, электропроводящими, термостойкими, морозоустойчивыми и другими свойствами. Так, силиконовую посуду (или содержащую силиконовые детали) можно будет ставить на огонь и в микроволновую печь и в сушильную печь – высокая температура таким силиконам не страшна. Всё перечисленное тоже может быть реализовано на основе открытия, сделанного российскими специалистами.
Разработанный ими способ получения кремнийорганических соединений состоит в использовании молекулярного кислорода. Само по себе это не новшество – кислород в этой функции применяют в некоторых отраслях производства; но там органические вещества производятся при довольно жёстких условиях – повышенные давление и температура и т. д., а сами процессы имеют низкую избирательность. Исследователи усовершенствовали этот процесс, добавив в него комбинацию органического и металлического катализаторов (веществ, ускоряющих реакцию). В этом случае реакции начали происходить при температуре чуть выше комнатной, в жидкой фазе, с применением всё того же молекулярного кислорода и с высокой избирательностью. По словам авторов работы, предложенный метод уже можно считать готовым к внедрению в массовое производство. А это в науке является большим достижением, ведь чаще всего подобные открытия проходят стадии дополнительных исследований, уточнений, модернизации, прежде чем получат заветную «путёвку в жизнь».
Актуальность кислорода в производстве силикона объясняется тем, что это абсолютно безвредный и «экологичный» компонент.
Также исследователи говорят, что разработанный ими метод пригоден для окисления ряда других органических соединений.
Но главное – это создание новых, в том числе гибридных материалов на основе силиконов. Примерами полезного применения таких материалов могут служить доставка и хранение лекарств, хранение топлива и многое другое. Метод позволяет даже совмещать силиконы с несовместимыми материалами – такими, как полиэстер.
