Il biossido di silicio è un minerale naturale molto abbondante nella crosta terrestre. È comunemente noto come silice e viene utilizzato in molti modi grazie alle sue particolari proprietà. Un'altra caratteristica interessante del biossido di silicio è che è idrofobico, ovvero 'non ama' l'acqua (in un certo senso). Questo lo rende adatto per rivestimenti edilizi e per prodotti che devono rimanere asciutti.
Per creare rivestimenti in biossido di silicio, la superficie delle particelle di biossido di silicio viene trattata con sostanze chimiche progettate per indurle a respingere l'acqua. Questo modifica la superficie delle particelle in modo che non attragghino più le molecole d'acqua. È per questo motivo che i materiali rivestiti con biossido di silicio sono impermeabili e possono essere utilizzati in situazioni in cui l'acqua potrebbe rappresentare un problema.
Tali biossidi di silicio idrofobici sono importanti nelle scienze dei materiali. Sono comunemente utilizzati nei rivestimenti per materiali da costruzione, come quelli per calcestruzzo e mattoni, per proteggerli dai danni causati dall'acqua. Vengono impiegati nell'abbigliamento per creare tessuti resistenti all'acqua, nell'elettronica per proteggere da eventuali danni causati dall'umidità, e nei cosmetici per produrre proprietà impermeabili e di lunga durata. Grazie alla loro grande versatilità come biossidi di silicio idrofobici, questi materiali sono tra i più comunemente utilizzati.
Il biossido di silicio non può essere bagnato dall'acqua non solo a causa della sua natura superficiale, ma anche per la sua struttura particolare. Le particelle di biossido di silicio possiedono molta energia superficiale, quindi attraggono le molecole circostanti. Tuttavia, questa energia diminuisce quando la superficie di queste particelle viene modificata con sostanze chimiche idrofobe, rendendo le particelle stesse idrofobe, cioè maggiormente resistenti all'acqua. Quando l'acqua entra in contatto con una superficie ricoperta da biossido di silicio idrofobo, forma gocce che semplicemente rotolano via invece di essere assorbite. "Ecco perché i materiali a base di SiO2 idrofobi possono respingere efficacemente l'acqua.
Un concetto recente nella tecnologia idrofobica è rappresentato dalle nanoparticelle di biossido di silicio. Queste particelle sono estremamente piccole, con dimensioni comprese tra 1 e 100 nm. A causa delle loro ridotte dimensioni, possono penetrare maggiormente la superficie dei materiali, creando uno strato che respinge l'acqua in modo più efficace. Le nanoparticelle di biossido di silicio si trovano in un'ampia gamma di prodotti, tra cui abbigliamento, scarpe, rivestimenti per auto e dispositivi elettronici. Man mano che i ricercatori continuano a studiare queste nanoparticelle, potremo aspettarci tecnologie idrofobiche ancora più avanzate.