Det breda spektrumet av applikationer för silikoner inkluderar medicinska implantat, kosmetika, hydrauloljor, tätningsmedel och korrosionsskydd – ett viktigt ämne, med tanke på globala korrosionsskador på omkring 3,3 biljoner US-dollar per år. För att optimera silikonbaserade syntetiska material för specifika applikationer, måttanpassade klorsilanbyggstenar krävs för att producera och tvärbinda de långkedjiga polymererna. Detta påverkar, till exempel, materialets viskositet och flytegenskaper. Helt nya utmaningar dyker upp inom området 3D-utskrift, med vilka produkter som individualiserade löparskor kan tillverkas.

Sedan 1940, Müller-Rochows direkta process har utgjort ryggraden i silikonindustrin. I denna process, elementärt kisel omvandlas med metylklorid till metylklorsilaner vid höga temperaturer och tryck i närvaro av en kopparkatalysator. Arbetsgruppen ledd av professor Matthias Wagner vid Institutet för oorganisk och analytisk kemi vid Goethe-universitetet Frankfurt har nu utvecklat en kompletterande process som har flera fördelar jämfört med den direkta processen:Den använder hexaklordisilan och klorerade kolväten som utgångsmaterial. "Hexaklordisilan är redan massproducerat för halvledarindustrin och perkloretylenet (PER) vi använder särskilt ofta är en icke brandfarlig vätska som är så billig att den används över hela världen som lösningsmedel för kemtvätt, säger Matthias Wagner. Dessutom processen går vid rumstemperatur och under normalt tryck. För att aktivera den, bara en liten koncentration av kloridjoner behövs istället för en katalysator.

"Vår process producerar högfunktionaliserade organoklorsilaner som är idealiska tvärbindare. Dessutom, deras speciella struktur ger utmärkta möjligheter att justera den mekaniska flexibiliteten hos kiselkedjorna efter önskemål, " förklarar meduppfinnaren Isabelle Georg, vars doktorsavhandling sponsras av Evonik Foundation. Julian Teichmann var också involverad i projektet. Han bekräftar att framför allt det nära samarbetet mellan Goethe-universitetet och Evonik hade ett enormt inflytande på hans utbildning:"Regelbunden diskussion om våra resultat med Evoniks industriella kemister öppnade mina ögon från början för ekonomiska begränsningar och ekologiska krav. Det var fascinerande att följa vägen från våra upptäckter i labbet via patenteringsförfarandena till realisering i teknisk skala i praktiken."

Kemisterna i Frankfurt tror att den speciella potentialen hos deras monomerer ligger i det faktum att de innehåller inte bara kisel-klorbindningar utan även kol-kol-multipelbindningar. Syftet med den förra är att konstruera de oorganiska kisel-syrekedjorna; de senare kan kopplas till organiska polymerer. Denna unika kombination tillåter nya vägar till oorganiska-organiska hybridmaterial.