Краткий пересказ от РИА ИИ
- Ученые РАН предложили новый способ синтеза силиконов — полимерных материалов, используемых в различных отраслях промышленности.
- Новый метод позволяет получать «чистые» силиконы без загрязнения и дает возможность использовать катализатор многократно.
Способ получать качественные полимерные материалы для медицинской, косметической, автомобильной, авиационной промышленности и бытового применения предложили ученые РАН в составе научного коллектива. Специалисты выяснили, что эти материалы — силиконы — можно синтезировать по более простой и дешевой технологии, которая не требует сложного оборудования, рассказали РИА Новости в РНФ.
Благодаря устойчивости к внешним условиям, механической прочности и гибкости силиконы – полимеры на основе углерода, кислорода и кремния – применяются повсеместно: из них производят формы для выпечки, стоматологические слепки, демпфирующие элементы для автомобилей и герметики для космических аппаратов. Самая распространенная стратегия получения силиконов из соединений-предшественников предполагает использование ускоряющих реакцию соединений платины (Pt), отметили в Российском научном фонде (РНФ).«»Катализаторы на основе платины одноразовые и обычно оставляют в готовом продукте частицы металла, ухудшая качество материалов и ограничивая их область применения», — рассказали в фонде, добавив, что производство силиконов одновременно истощает невосполнимые природные запасы благородного металла и «распыляет» его, загрязняя окружающую среду.
Ученые Института элементоорганических соединений имени А.Н. Несмеянова РАН, Института нефтехимического синтеза имени А.В. Топчиева РАН, Института органической химии имени Н.Д. Зелинского РАН и МГУ имени М.В. Ломоносова предложили более рентабельный и экономный способ получения силиконов разной структуры и сложности. Вместо того, чтобы растворять катализатор в реагентах, специалисты предложили проводить синтез силиконов на границе между веществами-предшественниками и водной фазой, где растворена соль платины.«»Предложенные каталитические системы очень быстро и просто получать, при этом они работают при комнатной температуре. При их взаимодействии с реагентами образуются каталитически активные платиновые комплексы. Вода и другие компоненты реакции связываются с такими комплексами, “регулируя” их стабильность, активность и структуру (одноатомную или кластерную)», — рассказала фонду научный сотрудник лаборатории функциональных элементоорганических соединений №133 ИНЭОС РАН, младший научный сотрудник группы № 6 «Катализ в кремнийорганической химии» ИНХС РАН Ирина Гончарова.
На границе фаз катализатор и реагенты «встречаются», и тогда происходит синтез «чистых» силиконов, незагрязненных платиной, объяснили в РНФ. Поскольку платина остается в воде, а продукты оказываются «над» раствором, дополнительная очистка силиконов от металла не требуется. Один и тот же катализатор можно использовать не менее 15 раз, подчеркнули в фонде.
Силиконовая пленка/монолит — демонстрация механической стабильности материала«»Разработанный подход оказался универсален: он позволяет получать силиконы с разной структурой и свойствами, а потому будет актуален для широкого круга промышленных задач. Также мы сконструировали реактор для синтеза силиконов в непрерывном режиме, где можно поддерживать строго постоянные условия и автоматически разделять водную фазу и продукт реакции», — добавил заведующий лабораторией функциональных элементоорганических соединений № 133 ИНЭОС РАН, ведущий научный сотрудник группы № 6 «Катализ в кремнийорганической химии» ИНХС РАН Ашот Арзуманян.
Результаты представлены в Angewandte Chemie International Edition. Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда.