سیلیکون و کاربرد های آن

تاریخچه سیلیکون

نام سیلیکون از کلمه لاتین silex یا silicis گرفته شده است که به معنای “سنگ مستحکم” یا “سنگ سخت” است. سیلیکون عنصری آمورف است که برای اولین بار در سال 1824 توسط یونس یاکوب برزلیوس ، شیمیدان سوئدی، جداسازی و به عنوان یک عنصر توصیف شد سیلیکون ناخالص قبلاً در سال 1811 به دست آمده بود اما شکل کریستالی آن تا قبل از سال 1854 وجود نداشت تا این که به روش الکترولیز دستیابی به آن نیز میسر شد .

سیلیکون یک عنصر همه کاره و پرکاربرد است که در زمینه های مختلف اهمیت زیادی دارد. این عنصر شیمیایی با نماد Si و عدد اتمی 14 در جدول تناوبی است

خواص منحصر به فرد سیلیکون آن را به عنصری ارزشمند تبدیل کرده است. این یک جامد کریستالی سخت و شکننده است که معمولاً در پوسته زمین به شکل سیلیس یا دی اکسید سیلیکون یافت می شود. سیلیکون دارای نقطه ذوب بالا و رسانایی کم است که آن را به یک نیمه هادی عالی الکتریسیته تبدیل می کند. علاوه بر این، توانایی قابل توجهی در تشکیل ترکیبات با عناصر دیگر دارد که منجر به تشکیل مواد بی‌شماری مبتنی بر سیلیکون می‌شود.

کاربرد سیلیکون

کاربرد سیلیکون در صنایع فولادی و ساخت آلیاژ های مقاوم انکار ناپذیر است به طوری که این عنصر در صورت ترکیب با آلیاژ های فولادی خاصیت الاستیکی آنها را بالا برده و به همین موجب مقاومت آنها را نیز افزایش می دهد از جمله فولاد هایی که تحت اثر این عنصر خاصیت خوبی از خود نشان می دهد می توان به انواع فولاد فنر و فولاد ck45  اشاره نمود.

کاربردهای سیلیکون به ویژه در زمینه فناوری متنوع و گسترده است. سیلیکون به طور گسترده در ساخت وسایل الکترونیکی مانند ترانزیستورها، مدارهای مجتمع و سلول های خورشیدی استفاده می شود. خواص نیمه هادی قابل توجه سیلیکون امکان کوچک سازی و افزایش قدرت پردازش قطعات الکترونیکی را فراهم می کند و دنیای مدرن را متحول می کند.

علاوه بر این، تولید سلول های خورشیدی به شدت به سیلیکون متکی است. این سلول‌ها انرژی خورشید را مهار می‌کنند و آن را به الکتریسیته تبدیل می‌کنند و استفاده گسترده از منابع انرژی تجدیدپذیر را تسهیل می‌کنند. سیلیکون یک جزء کلیدی در سلول های خورشیدی به دلیل خواص فتوولتائیک منحصر به فرد آن است که امکان تبدیل کارآمد انرژی خورشیدی را فراهم می کند.

سیلیکون نیز اغلب در صنعت ساخت و ساز استفاده می شود. این یک جزء حیاتی در تولید مواد مختلف ساختمانی مانند شیشه، سرامیک و سیمان است. مواد مبتنی بر سیلیکون دارای خواصی مانند استحکام بالا، دوام و مقاومت در برابر دماهای شدید هستند که آنها را برای اهداف ساختمانی ایده آل می کند.

در زمینه پزشکی، سیلیکون نقش مهمی در کاربردهای مختلف دارد. سیلیکون به دلیل زیست سازگاری در ساخت ایمپلنت های پزشکی مانند ضربان ساز و پروتز استفاده می شود که به آن اجازه می دهد به طور یکپارچه با بافت های بیولوژیکی ادغام شود. علاوه بر این، سیلیکون در تولید تجهیزات پزشکی استفاده می‌شود که معمولاً برای لوله‌ های پزشکی به دلیل انعطاف ‌پذیری، دوام و خواص ضد حساسیت آن استفاده می‌شود.

اهمیت سیلیکون را نمی توان با در نظر گرفتن پیشرفت های فناوری ارتباطات نادیده گرفت. تولید فیبرهای نوری، که امکان انتقال کارآمد داده ها را در فواصل طولانی فراهم می کند، به شدت به سیلیکون متکی است. سیلیکون به دلیل تضعیف نوری کم و سازگاری با فناوری لیزر به عنوان ماده اصلی در این فیبرها استفاده می شود.

مواد مبتنی بر سیلیکون نیز در صنعت خودرو حیاتی هستند. آنها نقش مهمی در ساخت قطعاتی مانند لاستیک ها، اجزای موتور و روان کننده ها دارند. روان کننده های مبتنی بر سیلیکون به دلیل توانایی آنها در کاهش اصطکاک و سایش، در نتیجه افزایش کارایی و طول عمر موتورهای خودرو، ارزش ویژه ای دارند.

علاوه بر این، سیلیکون در زمینه شیمی ماده ی بسیار مهمی است. به عنوان یک کاتالیزور در واکنش های مختلف عمل می کند و تولید مواد شیمیایی و محصولات متعددی را تسهیل می کند. ترکیبات سیلیکون در تولید پلاستیک، لاستیک و چسب استفاده می شود و به طور قابل توجهی در صنایع مختلف مانند خودروسازی، ساخت و ساز و بسته بندی کمک می کند.

سیلیکون همچنین در زمینه نوظهور فناوری نانو نویدبخش است. محققان در حال بررسی استفاده از نانوذرات سیلیکون در کاربردهای مختلف از جمله سیستم‌های دارورسانی، ذخیره‌سازی انرژی و دستگاه‌های الکترونیکی هستند. خواص منحصر به فرد و شیمی سطح نانوذرات سیلیکون، آنها را به نامزدهای امیدوارکننده ای برای پیشرفت های فناوری آینده تبدیل می کند.

نتیجه

سیلیکون یک عنصر همه کاره و ضروری است که صنایع و فناوری های بسیاری را متحول کرده است. خواص منحصر به فرد آن، همراه با فراوانی گسترده آن، آن را به یک جزء مهم در کاربردهای مختلف تبدیل می کند. از الکترونیک و ساخت‌وساز گرفته تا پزشکی و ارتباطات، سیلیکون همچنان به شکل‌دهی و ارتقای دنیای مدرن ما ادامه می‌دهد.