Sidusvõrkude

Sidusvõrkude mõiste viitab kolmemõõtmelisele struktuurile, mille moodustavad aatomid või molekulid, ühendatud püsivate sidemetega. Selline võrk moodustab materjalile jätkuva, tiheda ja sageli kõva struktuuri ning määrab märkimisväärse osa selle mehaanilistest ja termilistest omadustest.

Näited on kovalentne sidusvõrk, mida leidub diamantides ja kvartsis ning teistes silikaatvõrkudes. Silikaatvõrgud moodustuvad mineraalides ja klaasides. Polümeeride võrgud tekivad ristsidestuste tõttu ning võivad moodustada geeli või jäiga struktuuri, sõltuvalt võrgustiku tihedusest ja sidemete tüübist.

Omadused sõltuvad võrgustiku tihedusest ja sidemete tüübist: kovalentsetes võrkudes on tavaliselt suur kõvadus, kõrge sulamistemperatuur ja tugev keemiline stabiilsus. Võrgustiku ühenduvus ning piiratud molekulide liikumine mõjutavad lahustuvust ja termilist käitumist.

Rakendused hõlmavad klaasi ja keraamika tootmist (silikaatvõrgud), polümeeride jäigastamist võrkudega ning geeli- või hügelsüsteemide valmistamist. Sidusvõrgud mängivad olulist rolli ka elektriliste ja mehaaniliste omaduste kontrollimisel ning materjalide tööstuslike rakenduste arendamisel.

Uurimisel kasutatakse erinevaid tehnikaid, sealhulgas röntgendifraktsiooni (XRD), NMR- ja FTIR-spektroskoopiat, Raman-spektroskoopiat, elektronmikroskoopiat ning arvutimudelid ja molekulaar-dünaamilisi simulatsioone, et mõista võrkude koostist, tihedust ja ühenduvust.