SiOHryhmiä

SiOH-ryhmät, eli silanoliryhmät, ovat piidioksidin ja siihen liittyvien silikonipohjaisten materiaalien pinnalle kiinnittyneitä -Si–OH-ryhmiä. Ne muodostuvat, kun pinnan Si–O–Si-sidoksia hydrolysoituvat tai kun materiaali valmistetaan siten, että pinnalle jää Si–OH-ryhmiä. Silanoliryhmien määrä ja koostumus riippuvat materiaalista sekä käsittelystä, kosteudesta ja lämpötilasta.

Ryhmiä esiintyy eri muodoissa: isoloituja Si–OH-ryhmiä sekä vierekkäisten ryhmien muodostamia vicinal- ja geminal-tyyppejä. Silanoliryhmät voivat muodostaa vahvoja veden ja muiden molekyylien kanssa tapahtuvia sidosverkkoja, mikä vaikuttaa pinnan kosteudenkestävyyteen, hydrofilisyyteen ja reaktiivisuuteen. Ne voivat myös deprotonoitua korkeammassa pH:ssa, jolloin pinnasta tulee siloksidi- tai Si–O−-pohjainen.

Yleisimpiin reaktioihin kuuluu kondensaatiokäyttäytyminen: kahden Si–OH-yksikön reagointi Si–O–Si-sidoksen muodostumiseksi ja veden poistumiseksi. Tämä muuttaa pinnan rakennetta ja vähentää silanoliryhmien määrää. Silanoliryhmiä voidaan myös funktionalisoida organosilaaniyhdisteillä kiinnittäen orgaanisia tai biomolekyylejä pinnalle.

Merkittäviä sovelluksia ovat pintaominaisuuksien hallinta ja funktionalisointi lasi- ja piidioksidipohjaisilla materiaaleilla. Silanoliryhmien määrä ja laatu vaikuttavat muun muassa katalyyttien tukemiseen, adsorptioon, kosteudenkestävyyteen ja liimaus- tai pinnoitusprosesseihin. Karakterisointi tapahtuu muun muassa IR-spektroskopialla, jossa Si–OH-venytys esiintyy noin 3750 cm−1, sekä 29Si MAS-NMR:llä ja muilla pintakemia-tekniikoilla.