سیلیکون ماده‌ای کاربردی و قابل توجه است که در بسیاری از صنایع و فناوری‌ها مورد استفاده قرار گرفته است. از جمله این کاربردها، استفاده گسترده در عرصه نانوکامپوزیت‌ها است. محصول POSS نانوماده‌ای بر پایه سیلیکون است که می‌تواند در انواع کامپوزیت‌ها مورد استفاده قرار گیرد. در این بین، پودر نانوذرات اکتا وبینیل سیل سسکوپی اکسان (Octavinyl POSS) به واسطه وجود پیوند دوگانه حاضر در گوشه‌های قفس سیلیکونی بسیار واکنش‌پذیر است.

نانوساختارهای پلی اکتاهدرال سیل سسکوپی اکسان، نانوساختارهای بسیار پیچیده آلی-معدنی با فرمول تجربی RSiO15 هستند که گروه عاملی R در آن‌ها می‌تواند آلکیل، آلکیلن، آکریالت، هیدروکسل یا اپوکسید باشد. این نانوساختارها، از قفسی معدنی تشکیل شده‌اند که به گوشه‌های آن گروه‌های آلی قطبی یا غیرقطبی متصل می‌باشند.

قطر نانوساختارهای POSS در حدود 1 تا 3 نانومتر است، از این رو آن‌ها به عنوان کوچکترین ذرات سیلیسی در نظر گرفته می‌شوند. نتایج پژوهش‌های مختلف نشان می‌دهد، توزیع نانوساختارهای POSS در ماتریس‌های پلیمری، استحکام، مدول و سختی آن‌ها را افزایش و اشتعال‌پذیری، اتلاف گرما و گرانروی آن‌ها را کاهش می‌دهد. در حالی که در وزن و شکل‌پذیری آن‌ها تغییری ایجاد نمی‌کند. بهبود یافتن این خواص، سبب گسترده‌تر شدن کاربرد این نانوساختارها در زمینه‌هایی مانند رهایش کنترل‌شده دارو، الکترولیت‌های پلیمری، پلیمرهای گرمانرم و گرماسخت شده است. غیر فرار بودن، بی‌بو بودن و سازگاری با محیط زیست، از سایر مزایای POSS ها است.

تركيبات سيل سسكويي اكسان اليگومري چند وجهي تك عاملي، به دليل كاهش در بلورينگي و تعداد گروه‌هاي عاملي كمتر، بسيار يكنواخت‌تر در ماتريس‌هاي پليمري توزيع شده و تركيب هيبريدي آلي-معدني با خواص مطلوب‌تري تشكيل مي‌دهند. براي تهيه تركيبات تك عاملي لازم است تركيب سيل سسكويي اكسان اليگومري چند وجهي بدون عامل مانند اكتا ايزوبوتيل سيل سسكويي اكسان به عنوان ماده اوليه سنتز شده و سپس در محيط قليايي اين قفس سيليسي از يك رأس باز شده و در مرحله بعد با تركيبات آلكوكسي سيلان داراي گروه عاملي مشخص مجدد قفس سيليسي بسته شود. در اين پروژه، سه نوع نانوذره تك عاملي سيل سسكويي اكسان اليگومري چند وجهي با گروه عاملي وينيل، آمينو پروپيل و كلرو پروپيل سنتز شد.

نمونه‌هاي سنتز شده با روش‌هاي طيف‌سنجي زير قرمز، كروماتوگرافي ژل تراوايي، پراش اشعه ايكس، رزونانس مغناطيس هسته هيدروژن و كربن مورد آزمون قرار گرفته و نتايج با داده‌هاي موجود در مراجع تطابق داشتند. نتايج حاصل از آزمون ميكروسكوپ الكتروني عبوري، ذرات تجمع يافته با ابعاد زير 50 نانومتر را نشان مي‌دهد كه نانو مقياس بودن اين تركيبات را تأييد مي‌كند.

کاربردها:

• تصفیه آب: در کامپوزیت‌های مورد استفاده در حذف رنگدانه‌ها از پساب‌های صنعتی
• صنعت پزشکی: در کامپوزیت‌های دندانی و دارورسانی
• صنعت برق: در کابل‌های برق فشار قوی

مزایا:

• بهبود خواص با توزیع در ماتریس‌های پلیمری و گسترده‌تر شدن کاربردهای این نانوساختارها
• غیر فرار بودن
• بی‌بو بودن
• سازگاری با محیط زیست