法蘭克福大學：新型硅構件合成工藝，更好的拓寬了有機硅的應用範圍

圖為硅構件之一，用於設計各種應用的硅

圖片來源：Wagner公司，法蘭克福大學（Goethe-University）

有機硅應用廣泛，包括醫療植入物、化妝品、液壓油、密封劑和防腐蝕。其中防腐蝕是有機硅應用的重要主題，因為每年全球的腐蝕損害高達3.3萬億美元。為了優化用於特定應用的硅基合成材料，需要定製氯硅烷結構單元來生產和連接長鏈聚合物，但這會影響材料的粘度和流動性。3D列印領域正面臨全新的挑戰，但同時通過應對這些挑戰又能製造出個性化跑鞋等產品。

自1940年以來，Müller-Rochow合成工藝已成為有機硅行業的支柱。主要方法是高溫高壓下利用銅作催化劑，用氯甲烷將硅元素轉化為甲基氯硅烷。由法蘭克福大學無機與分析化學研究所的Matthias Wagner教授所領導的工作組，現在開發了一種新的補充版合成工藝，與之前的工藝相比具有的優點是：它使用六氯乙硅烷和氯代烴作為原料。

Matthias Wagner說：「六氯乙硅烷已經用於半導體行業大規模生產，而我們經常使用的全氯乙烯（PER）是一種非易燃液體，價格低廉，在全球用作乾洗劑。」此外，這種工藝合成方法在室溫和常壓下進行，為了激活它，只需要用一小部分氯離子代替催化劑。

這項工藝流程設計的共同發明人Isabelle Georg，他的博士論文是在Evonik公司支持下完成的。他解釋道：「我們的工藝可以生產高度功能化的有機氯硅烷，是理想的交聯劑。此外，它們的特殊結構為適當調整硅鏈的機械靈活性提供了極好的可能性。」Julian Teichmann也參與了這個項目，他表示法蘭克福大學和Evonik集團的密切合作對他的研究產生了重大影響。他說道：「與Evonik工業化學家定期討論我們的研究結果使我拓寬了眼界，我們從一開始就把目光投向了限制型經濟和生態要求。更吸引人的是從我們在實驗室中通過專利程序發現新工藝到在實踐中以技術規模實現的這一路徑。」

法蘭克福大學的化學家認為，有機硅單體的特殊性在於它們不僅含有硅-氯鍵，還含有碳-碳多鍵。前者的目的是構建無機硅-氧鏈，後者則可以連接形成有機聚合物。這種獨特的組合為無機-有機雜化材料提供了新的途徑。

文章來自sciencedaily網站，原文題目為Made-to-measure silicon building blocks，由材料科技在線匯總整理。

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