السيليكا

السيليكون لا يوجد أبدًا في الطبيعة في شكله النقي، بل يظهر على شكل أيون السيليكات (SiO₄⁴⁻) في الصخور الغنية بالسيليكا مثل الأوبسيديان، والجرانيت، والديوريت، والحجر الرملي.
 ومن بين المعادن السيليكاتية الأكثر أهمية: الفلسبار والكوارتز. تدخل سبائك السيليكون في تركيب العديد من المعادن مثل الحديد، الألومنيوم، النحاس، النيكل، المنغنيز، والفيروكروم.

تتميز السيليكا (SiO₂) بخصائص فريدة بسبب قدرتها على تكوين شبكات من رباعيات سيليكون الأوكسجين (SiO₄) التي تُشكل مجموعة متنوعة من الصلب غير المتبلور (amorphous) أو المتبلور، ويمكن أن تكون دقيقة المسام، متوسطة، أو كبيرة المسام.

السيليكا الاصطناعية غير المتبلورة هي سيليكا معالجة ومُصنّعة لتوفير وظائف متخصصة، وتنقسم إلى أربعة أنواع:

1. السيليكا الغروية (Colloidal Silica):

جزيئاتها صغيرة جدًا (بضعة نانومترات إلى عشرات النانومترات). سطحها كبير جدًا، وتحتوي على مجموعات سيلانول (Si–OH) تُشكل روابط أيونية وهيدروجينية مع البوليمرات، والأيونات المعدنية، والأسطح الأخرى، وحتى مع بعضها البعض.

تطبيقات السيليكا الغروية:

• زيادة كثافة الخرسانة: تتفاعل مع هيدروكسيد الكالسيوم لتكوين هيدرات سيليكات الكالسيوم، مما يعزز قوة الخرسانة.
• تعزيز المحفزات: تُستخدم كمادة خام نقية وتحسّن مقاومة التآكل والالتصاق.
• تحسين الطلاءات: تُعزز الالتصاق ومقاومة الخدش في الدهانات.
• تقوية المواد المقاومة للحرارة: تُعالج بها الألياف الخزفية لتحسين مقاومتها للصدمات الحرارية.
• زيادة احتكاك الورق: تُقلل الانزلاق عن طريق رفع معامل الاحتكاك على الأسطح الورقية.

2. السيليكا المدخنة (Fumed Silica): مسحوق خفيف ونفاشي ناتج عن تحلل سيليكا في اللهب (Flame hydrolysis). الجزيئات صغيرة جدًا (عشرات النانومترات) لكنها ذات مساحة سطح كبيرة ونشاط كيميائي عالٍ.

 تطبيقات السيليكا المدخنة:

• تحسين ثبات المنتجات الغذائية: تمنع التكتل وتزيد لزوجة المشروبات.
• تعديل لزوجة الدهانات والطلاءات: تمنع الترسيب والانزلاق.
• تحسين تدفق المساحيق في الأدوية: تُحسن تدفق المواد أثناء صناعة الأقراص.

• تعديل مظهر مستحضرات التجميل: تُضفي مظهرًا ناعمًا ومات.
   

  تنبيه: يجب تجنب استنشاق السيليكا المدخنة، ويجب خلطها جيدًا في التركيبات.

3. السيليكا المترسبة (Precipitated Silica): منتج صلب مكوّن من جزيئات سيليكا غير متبلورة، تتكون أثناء تفاعل ترسيب أملاح السيليكات. حجم الجسيمات أكبر بكثير من السيليكا المدخنة، ما يسمح باستغلال المسامية لخصائص الامتصاص.

 تطبيقات السيليكا المترسبة:

• العناية بالفم: تُستخدم في معاجين الأسنان كمواد تلميع وتكثيف.
• منع التكتل في الأغذية والأدوية: تحسن من تجانس المساحيق.
• تقوية المواد: تُضاف إلى المطاط وغيرها لتحسين الصلابة.
• تعديل مظهر الأفلام والطلاءات: تُقلل من اللمعان وتضفي تأثيرًا مطفيًا.