Organosilikaattikomposiitit

Organosilikaattikomposiitit ovat monimutkaisia materiaaleja, jotka yhdistävät orgaanisia ja epäorgaanisia komponenteja silikaattipohjaisissa rakenteissa. Nämä komposiitit kehitettiin parantamaan perinteisten silikaattimateriaalien, kuten lasin tai savien, rajoituksia, kuten haurautta ja kemiallista kestävyyttä. Orgaaniset komponentit, kuten polymeerit tai orgaaniset silanoidut yhdisteet, lisäävät materiaaleihin joustavuutta, vahvuutta ja muiden ominaisuuksien parantamista.

Komposiittien valmistuksessa käytetään yleensä silikaattipohjaista matriisia, kuten piidioksidia (SiO₂), johon orgaaniset molekyylit sitoutuvat kemiallisesti tai fyysisesti. Orgaaniset komponentit voivat olla esimerkiksi silanoidut polymeerit, kuten polydimetylsiloksanit (PDMS), tai orgaaniset silikaattiyhdisteet, kuten alkoksidit. Näiden yhdistelmien kautta saadaan aikaan materiaaleja, jotka yhdistävät silikaattien korkean lämpö- ja kemikaalikestävyyden sekä orgaanisten ainesosien joustavuuden ja mekaanisen vahvuuden.

Organosilikaattikomposiitit löytävät sovelluksia monilla aloilla, kuten rakentamisessa, elektronisissa komponenteissa ja lääketieteessä. Esimerkiksi lämpöeristysaineissa ne tarjoavat parempaa lämmönjohtavuutta ja kemiallista kestävyyttä verrattuna perinteisiin eristeisiin. Elektroniikassa ne voivat toimia eristysaineina tai pakkausmateriaaleina, koska ne kestävät korkeita lämpötiloja ja ovat kemiallisesti inerttejä. Lääketieteessä niitä käytetään esimerkiksi implanttien pinnoitteina, koska ne ovat biologisesti yhteensopivia ja kestävät kehon ympäristön.

Valmistusprosessi voi sisältää sol-gel-prosessin, jossa alkoksidit hydrolysoituvat ja kondensoituvat piidioksidiverkostoon, johon orgaaniset molekyylit sitoutuvat. Muita menetelmiä ovat myös polymeerien sekoittaminen silikaattimatriisiin tai orgaanisten ja epäorgaanisten komponenttien kemiallinen reaktio. Komposiittien ominaisuudet voidaan säätää muuttamalla orgaanisten ja epäorgaanisten osien suhteita sekä valitsemalla sopivat ainesosat.