Le large spectre d'applications des silicones comprend les implants médicaux, produits de beauté, huiles hydrauliques, mastics et protection contre la corrosion - un sujet important, compte tenu des dommages dus à la corrosion à l'échelle mondiale à hauteur d'environ 3,3 billions de dollars américains par an. Pour optimiser les matériaux synthétiques à base de silicium pour des applications spécifiques, des blocs de construction chlorosilane sur mesure sont nécessaires pour produire et réticuler les polymères à longue chaîne. Cela influence, par exemple, la viscosité et les propriétés d'écoulement du matériau. De tout nouveaux défis émergent dans le domaine de l'impression 3D, avec lesquels des produits tels que des chaussures de course individualisées peuvent être fabriqués.

Depuis 1940, le procédé direct Müller-Rochow a constitué l'épine dorsale de l'industrie du silicone. Dans ce processus, le silicium élémentaire est transformé avec du chlorure de méthyle en méthylchlorosilanes à hautes températures et pressions en présence d'un catalyseur au cuivre. Le groupe de travail dirigé par le professeur Matthias Wagner à l'Institut de chimie inorganique et analytique de l'Université Goethe de Francfort a maintenant développé un procédé complémentaire qui présente plusieurs avantages par rapport au procédé direct :Il utilise l'hexachlorodisilane et les hydrocarbures chlorés comme matières premières. « L'hexachlorodisilane est déjà produit en série pour l'industrie des semi-conducteurs et le perchloroéthylène (PER) que nous utilisons particulièrement fréquemment est un liquide ininflammable qui est si peu coûteux qu'il est utilisé dans le monde entier comme solvant pour le nettoyage à sec, " dit Matthias Wagner. De plus, le processus se déroule à température ambiante et sous pression normale. Pour l'activer, juste une petite concentration d'ions chlorure est nécessaire à la place d'un catalyseur.

« Notre procédé produit des organochlorosilanes hautement fonctionnalisés qui sont des réticulants idéaux. De plus, leur structure particulière offre d'excellentes possibilités d'ajuster à volonté la flexibilité mécanique des chaînes de silicium, " explique la co-inventrice Isabelle Georg, dont la thèse de doctorat est parrainée par la Fondation Evonik. Julian Teichmann a également été impliqué dans le projet. Il confirme que surtout, l'étroite collaboration entre l'Université Goethe et Evonik a eu une influence considérable sur sa formation :« La discussion régulière de nos résultats avec les chimistes industriels d'Evonik m'a ouvert les yeux dès le début sur les contraintes économiques et les exigences écologiques. C'était fascinant de suivre le chemin de nos découvertes en le laboratoire en passant par les procédures de brevetage jusqu'à la réalisation à une échelle technique en pratique."

Les chimistes de Francfort pensent que le potentiel particulier de leurs monomères réside dans le fait qu'ils contiennent non seulement des liaisons silicium-chlore, mais également des liaisons multiples carbone-carbone. Le premier a pour but de construire les chaînes inorganiques silicium-oxygène; ces derniers peuvent être liés pour former des polymères organiques. Cette combinaison unique permet de nouvelles voies vers des matériaux hybrides inorganiques-organiques.