КРЕМНИЙ И ИЖЕ С НИМ

Наука » Химия

Кремний и углерод — близкие родст­венники. Многие соединения кремния имеют углеродные аналоги, а сам он, как и углерод, может образовывать це­почки атомов. Неслучайно поэтому в научной фантастике встречаются рас­суждения на тему «кремниевых» ми­ров — биологических систем, в кото­рых роль углерода в построении молекул играет кремний.

Однако вероятность существова­ния кремниевых организмов даже в дальнем космосе крайне мала. Пока не удалось построить кремниевый аналог хоть сколько-нибудь слож­ной биологический молекулы. К кон­цу XX в. получены соединения, содер­жащие кремниевые цепочки длиной до пяти атомов. И если гексаметилдисилан (CH3)3Si—Si(CH3).. достаточно устойчив, то уже производное трисилана (CH3)3Si—Si(CH3)2—Si(CH3)3 лег­ко окисляется на воздухе. А соедине­ния, содержащие цепочки из четырёх или пяти атомов кремния, на возду­хе самовоспламеняются. Синтезиро­ван только один аналог алкенов — тетрамезитилдисилен; в нём атомы кремния со всех сторон «прикрыты» триметилбензольными (мезитиленовыми) кольцами.

Кремниевые аналоги алкинов и более сложных органических моле­кул получить пока не удалось.

Стабильность кремнийорганических соединений заметно увеличи­вается при переходе от силанов к силоксанам. В основе их молекул —цепочки, в которых чередуются атомы кремния и кислорода. Силоксановые полимеры имеют широкое примене­ние: от медицинских имплантантов до смазочных материалов. Для синтеза силоксанов используют дизамещённые хлорсиланы (CH3)2SiCl2. Они реагируют с водой, образуя дизамещённые дисиланолы (CH3)2Si(OH)2, которые легко теряют молекулы воды, а в результате всех этих процессов возникают полимерные силоксаны.

Изменяя условия полимеризации, можно получить молекулы разной длины, которые будут обладать раз­личными физическими свойствами. Так, полимеры с короткими цепочка­ми — жидкости. Высокомолекуляр­ные силоксаны — отличные смазки, сохраняющие полезные свойства в очень широком интервале темпера­тур — от -100 до 300 °С. Это позво­ляет использовать силоксановые смазки даже в условиях антарктиче­ской зимы при -70 °С, когда углево­дородные смазки затвердевают.

Более длинные силоксановые мо­лекулы образуют каучуки, которые в отличие от обычной резины сохра­няют эластичность при температуре почти до —90 °С и более устойчивы к агрессивным реагентам. Благодаря высокой инертности и стойкости к истиранию они применяются в ме­дицинской технике, например в ап­паратах искусственного сердца и ис­кусственной почки. А в качестве подошвы для обуви силоксановые каучуки не имеют конкурентов по из­носостойкости.

Силоксановые полимеры использу­ются в медицине и для создания раз­нообразных имплантантов мягких тканей. Они химически инертны и не отторгаются организмом. Силоксановые имплантанты часто не совсем корректно называют силиконовыми.

Силоксаны обладают ещё одним за­мечательным качеством — они не сма­чиваются водой. Это свойство нашло самое широкое практическое приме­нение. Вот лишь несколько примеров. Взлётно-посадочной полосе с силоксановым покрытием не страшно обле­денение вода, не задерживаясь, скаты­вается с неё. Корабль, корпус которого окрашен силоксановыми красками, сможет развить большую скорость. Заодно уменьшится и обрастание кор­пуса ракушками — ведь за скользкое днище моллюскам труднее уцепиться.

КРЕМНИЙ И ИЖЕ С НИМ

Для уменьшения смачиваемости поверхность взлётно-посадочной полосы обрабатывают силоксаном.

Если обработать силоксановыми по­лимерами поверхность зубного проте­за или пломбы, то они служат значи­тельно дольше: слюна их не смачивает, и они разрушаются медленнее. А про­питанные силоксанами ткани стано­вятся водоотталкивающими.



Источник: Мир Энциклопедий Аванта+
Авторы: Андрей Дроздов, Илья Леенсон, Дмитрий Трифонов, Денис Жилин, Александр Серов, Андрей Бреев, Андрей Шевельков, Вадим Ерёмин, Юлия Яковлева, Оксана Рыжова, Виктория Предеина, Наталья Морозова, Алексей Галин, Сергей Каргов, Сергей Бердоносов, Александр Сигеев, Оксана Помаз, Григорий Середа, Владимир Тюрин, Антон Максимов, Вячеслав Загорский, Леонид Каневский, Александр Скундин, Борис Сумм, Игнат Шилов, Екатерина Менделеева, Валерий Лунин, Абрам Блох, Пётр Зоркий, Александр Кури, Екатерина Иванова, Дмитрий Чаркин, Сергей Вацадзе, Григорий Серела, Анастасия Ростоцкая, Александр Серое, Анастасия Сигеева
Авторское право на материал
Копирование материалов допускается только с указанием активной ссылки на статью!

Похожие статьи

Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.