ΑΠΟΨΕΙΣ

Το πυρίτιο είναι ένα από τα αφθονότερα στοιχεία της επιφάνειας της Γης, αφού αποτελεί περίπου το 28% του στερεού φλοιού της. Η άμμος της θάλασσας είναι διοξείδιο του πυριτίου και η άργιλος (κοκκινόχωμα) είναι ένωση του πυριτίου με αργίλιο (αλουμίνιο). Μέχρι όμως τα μέσα του 20ού αιώνα η χρήση του πυριτίου από τον άνθρωπο ήταν μάλλον περιορισμένη, με κύριες εφαρμογές την κατασκευή γυαλιού, πορσελάνης και αργότερα τσιμέντου. 

Όλα όμως άλλαξαν στις 10 Φεβρουαρίου 1942, μια μέρα σαν και σήμερα πριν από 77 χρόνια, όταν ο αμερικανός χημικός James Franklin Hyde έλαβε το πρώτο δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για την παρασκευή τελείως καθαρού διοξειδίου του πυριτίου. Από τότε αυτό το υλικό έχει βρει πολλές χρήσεις, από την κατασκευή των σύγχρονων αστρονομικών τηλεσκοπίων μέχρι την παρασκευή οπτικών ινών. Γι’ αυτόν το λόγο ο Hyde θεωρείται ο πατέρας της χημείας του πυριτίου, η οποία βρίσκεται σήμερα στην αιχμή του τεχνολογικού πολιτισμού μας.

Η λατινική ονομασία του πυριτίου είναι silicon και με αυτό το όνομα είναι σήμερα γνωστό στον πολύ κόσμο από δύο σημαντικότατες εφαρμογές του, που εμφανίστηκαν στο δεύτερο μισό του 20ού αιώνα, μετά το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας του Hyde: την κατασκευή ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, (γνωστών και ως μικροτσίπ) και την παρασκευή στεγανωτικών-μονωτικών, που είναι γνωστά στον πολύ κόσμο με το όνομα σιλικόνες.

Η κατασκευή των μικροτσίπ είναι σίγουρα η πιο σημαντική εφαρμογή του πυριτίου στην καθημερινή ζωή μας, αφού το εξάρτημα αυτό υπάρχει πια παντού, από τους ηλεκτρονικούς υπολογιστές και τα κινητά τηλέφωνα μέχρι τις πιστωτικές κάρτες, τα διαβατήρια και τους τεχνητούς βηματοδότες της καρδιάς. Κατασκευάζεται με έναν μεγαλοφυή τρόπο, που συνδυάζει τη βάση, στην οποία στηρίζεται ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα, με το ίδιο το κύκλωμα, δηλαδή αγωγούς, πυκνωτές και τρανζίστορ. 

Η διαδικασία ξεκινάει με την κατασκευή ενός μεγάλου κρυστάλλου από πυρίτιο, που είναι η βάση στήριξης. Αλείφουμε την επιφάνειά του με ένα φωτοευαίσθητο υλικό, όπως το γαλάκτωμα που είχαν παλιότερα τα φωτογραφικά φιλμ. Σε αυτό το υλικό προβάλλουμε τη φωτογραφία του κυκλώματος που θέλουμε να κατασκευάσουμε και στη συνέχεια «εμφανίζουμε» το φιλμ. Τα μέρη που δεν έχουν φωτιστεί διαλύονται και παραμένουν αυτά που φωτίστηκαν, τα οποία σχηματίζουν το κύκλωμα! Σήμερα έχουμε τη δυνατότητα να κατασκευάζουμε με αυτήν τη μέθοδο κυκλώματα, στα οποία χωρούν 2,5 δισεκατομμύρια τρανζίστορ ανά τετραγωνικό εκατοστό.

Πέρα από τις φυσικές ιδιότητες του πυριτίου, τις οποίες χρησιμοποιούμε στα ολοκληρωμένα κυκλώματα, πολύ ενδιαφέρουσες είναι και οι χημικές ιδιότητές του, που είναι παρόμοιες με αυτές του άνθρακα. Έτσι έχει την ιδιότητα να φτιάχνει μεγάλες αλυσίδες από άτομα πυριτίου, στα οποία είναι ενωμένα άλλα στοιχεία. Μια μεγάλη τέτοια οικογένεια είναι αυτή που συνηθίζουμε να ονομάζουμε σιλικόνες, οι οποίες αποτελούνται από πυρίτιο, άνθρακα, οξυγόνο και υδρογόνο. 

Οι σιλικόνες χρησιμοποιούνται σήμερα σε πληθώρα υλικών, όπως είναι τα υγρά λίπανσης, τα μονωτικά κατά της υγρασίας, οι συγκολλητικές μαστίχες, τα χρώματα αλλά και οι κοσμητικές προσθήκες στην πλαστική χειρουργική.

*Δημοσιεύθηκε στη "ΜτΚ" στις 10 Φεβρουαρίου 2019