Nid yw silicon cyffredin ei hun yn wrth-statig. I'r gwrthwyneb, mae'n ynysydd da ac mae'n dueddol o gynhyrchu a chronni trydan statig.Fodd bynnag, gall silicon gael ei gynysgaeddu â phriodweddau gwrth-statig neu ddargludol trwy dechnegau addasu arbennig.
1. Pam nad yw silicon cyffredin yn wrth-statig?
Strwythur cemegol sy'n pennu priodweddau: Mae'r brif gadwyn o gel silica yn strwythur sefydlog sy'n cynnwys atomau silicon (Si) ac ocsigen (O) eiledol, tra bod y cadwyni ochr fel arfer yn grwpiau methyl anadweithiol (-CH₃) neu'n grwpiau finyl (-CH=CH₂). Mae'r strwythur moleciwlaidd hwn yn sefydlog iawn ac nid oes ganddo unrhyw electronau nac ïonau y gellir eu symud yn rhydd.
Gwrthedd uchel: Yn union oherwydd absenoldeb cludwyr gwefr, mae gwrthedd cyfaint gel silica pur yn hynod o uchel, yn nodweddiadol yn amrywio o 10¹² i 10¹⁵ Ω·cm. Mae'r rhif hwn yn dangos nad yw'n dargludo bron unrhyw drydan a'i fod yn ddeunydd inswleiddio rhagorol.
Risg o gronni trydan statig: Oherwydd ei eiddo inswleiddio rhagorol, pan fydd cynhyrchion silicon yn rhwbio yn erbyn, yn dod i gysylltiad â deunyddiau eraill fel plastig neu ffabrig neu'n eu gwahanu oddi wrth ddeunyddiau eraill fel plastig neu ffabrig, ni all y taliadau a gynhyrchir gael eu cadw ar eu pen eu hunain a byddant yn cronni ar yr wyneb, gan ffurfio trydan statig. Mae hyn yn beryglus iawn mewn rhai sefyllfaoedd cais.
2. Sut i wneud i silicon gael priodweddau gwrth-statig/dargludol?
Er mwyn galluogi silicon i gael ei ddefnyddio mewn amgylcheddau sy'n sensitif i drydan statig, mae angen creu sianeli ar gyfer symudiad gwefr trwy ddulliau addasu ffisegol.
Mae'r prif ddulliau fel a ganlyn:
a) Ychwanegu llenwyr dargludol (y dull mwyaf prif ffrwd ac effeithiol) :
Cymysgwch sylweddau dargludol yn unffurf mewn cyfran benodol i'r matrics gel silica i ffurfio rhwydwaith dargludol.
Llenwyr sy'n seiliedig ar garbon: fel Carbon Du, nanotiwbiau carbon (CNTs), graphene. Carbon du yw'r opsiwn cost-effeithiol a ddefnyddir amlaf, y gellir ei ffurfio i raddau gwahanol yn amrywio o wrth-statig i ddargludol. Yr anfantais yw ei fod fel arfer yn cael ei wneud yn ddu yn unig. Llenwyr metel: fel powdr arian (Ag), powdr copr wedi'i orchuddio ag arian, powdr nicel, ac ati. Mae gan lenwyr metel ddargludedd trydanol rhagorol, ond maent yn ddrud iawn ac fe'u defnyddir fel arfer mewn meysydd â gofynion cysgodi electromagnetig (EMI) hynod o uchel.
Cotio wyneb: Gwneir platio nicel, platio aur a thriniaethau eraill ar wyneb y cynhyrchion silicon a ffurfiwyd i'w cynysgaeddu â haen dargludol metel. Mae'r dull hwn yn gostus ac mae perygl y bydd y cotio yn pilio i ffwrdd.
b) Ychwanegu asiantau gwrthstatig parhaol (math ïonig)
Cymysgwch asiantau gwrthstatig ïonig arbennig i'r gel silica. Bydd yr ychwanegion hyn yn mudo i wyneb y cynhyrchion, yn amsugno lleithder o'r aer ac yn ffurfio ffilm ddŵr tenau. Gall moleciwlau dŵr ïoneiddio i ïonau, a thrwy hynny afradu trydan statig trwy fecanwaith amsugno lleithder a dargludiad.
Manteision: Gellir ei gymysgu i wahanol liwiau (yn wahanol i garbon du a all fod yn ddu yn unig), ac mae'n cael effaith gymharol fach ar briodweddau mecanyddol gwreiddiol y deunydd sylfaen. Anfantais: Mae'r effaith gwrthstatig yn dibynnu ar y lleithder amgylcheddol. Bydd yr effaith yn cael ei leihau'n fawr mewn amgylchedd sych iawn, megis dan do yn y gogledd yn ystod y gaeaf.
