סיליקון רגיל עצמו אינו אנטי - סטטי. נהפוך הוא, זהו מבודד טוב והוא נוטה לייצר ולהצטבר חשמל סטטי.אוּלָם, ניתן לנקוט בסיליקון באנטי - מאפיינים סטטיים או מוליכים באמצעות טכניקות שינוי מיוחדות.
1. מדוע סיליקון רגיל אינו אנטי - סטטי?
מבנה כימי קובע תכונות: השרשרת העיקרית של ג'ל סיליקה היא מבנה יציב המורכב מסיליקון לסירוגין (SI) וחמצן (O) אטומים, ואילו שרשראות הצד הן בדרך כלל קבוצות מתיל אינרטיות (- ch₃) או קבוצות ויניל (- ch=ch₂). מבנה מולקולרי זה יציב מאוד ואין לו אלקטרונים או יונים מטלטלים בחופשיות.
התנגדות גבוהה: בדיוק בגלל היעדרם של נושאי מטען, ההתנגדות לנפח של ג'ל סיליקה טהור גבוהה ביותר, בדרך כלל נע בין 10¹² ל- 10⁵ Ω · ס"מ. מספר זה מצביע על כך שהוא אינו מוליך כמעט חשמל והוא חומר בידוד מצוין.
סיכון להצטברות חשמל סטטית: בשל מאפיין הבידוד המצוין שלו, כאשר מוצרי סיליקון משפשפים נגד, באים במגע עם או נפרד מחומרים אחרים כמו פלסטיק או בד, לא ניתן לערוך את המטענים שנוצרו על ידי עצמם ולהצטבר על פני השטח ויוצרים חשמל סטטי. זה מסוכן מאוד בתרחישים מסוימים של יישומים.
2. כיצד לגרום לסיליקון יש אנטי - מאפיינים סטטיים/מוליכים?
על מנת לאפשר להשתמש בסיליקון בסביבות הרגישות לחשמל סטטי, יש צורך ליצור ערוצים לתנועת מטען באמצעות שיטות שינוי פיזי.
השיטות העיקריות הן כדלקמן:
א) הוספת חומרי מילוי מוליכים (השיטה המרכזית והיעילה ביותר) :
מערבבים באופן אחיד חומרים מוליכים בפרופורציה מסוימת למטריצת סיליקה ג'ל ליצירת רשת מוליכה.
פחמן - מילוי מבוסס: כגון שחור פחמן, צינורות פחמן (CNTs), גרפן. שחור פחמן הוא האפשרות היעילה ביותר לשימוש הנפוץ ביותר -, שניתן לנסח אותם לכיתות שונות הנעים בין אנטי - סטטי למוליך. החיסרון הוא שהוא בדרך כלל הופך רק לשחור. חומרי מילוי מתכת: כגון אבקת כסף (AG), כסף - אבקת נחושת מצופה, אבקת ניקל וכו '.
ציפוי פני השטח: ציפוי ניקל, ציפוי זהב וטיפולים אחרים מתבצעים על פני מוצרי הסיליקון הנוצרים כדי להעניק להם שכבה מוליכה מתכתית. שיטה זו יקרה ויש סיכון להתקלפות הציפוי.
ב) הוסף סוכנים אנטיסטטיים קבועים (סוג יוני)
מערבבים סוכנים אנטיסטטיים יוניים מיוחדים לג'ל הסיליקה. תוספים אלה יובלו אל פני המוצרים, יספגו לחות מהאוויר ויוצרים סרט מים דק. מולקולות מים יכולות ליינן ליונים, ובכך לפזר חשמל סטטי באמצעות מנגנון ספיגת הלחות והולכה.
יתרונות: ניתן לערבב אותו לצבעים שונים (בניגוד לשחור פחמן שיכול להיות רק שחור), ויש לו השפעה קטנה יחסית על התכונות המכניות המקוריות של חומר הבסיס. החיסרון: ההשפעה האנטיסטטית תלויה בלחות הסביבתית. האפקט יופחת מאוד בסביבה יבשה מאוד, כמו בתוך הבית בצפון במהלך החורף.