二酸化ケイ素は、地球の地殻中に豊富に存在する天然の鉱物です。一般的にシリカと呼ばれており、その特殊な性質からさまざまな用途に使用されています。また、二酸化ケイ素の他の特徴として、水を弾く性質(疎水性)があることが挙げられます。この性質により、建物のコーティングや乾燥を維持する必要がある製品に適しています。
二酸化ケイ素コーティングを作成するには、水を弾くように設計された化学物質で二酸化ケイ素粒子の表面を処理します。これにより、粒子の表面が変化し、水分子を引き寄せなくなります。そのため、二酸化ケイ素でコーティングされた素材は防水性を持ち、水が問題となるような場面で使用することが可能です。
このような疎水性二酸化ケイ素は、材料科学において重要です。コンクリートや煉瓦などの建材コーティングに広く使用され、水による損傷から保護します。また、衣料品においては撥水性生地の製造、電子機器においては重要な部分を湿気から保護するために、そして化粧品においては優れた防水・長持ち効果を生み出すために用いられています。疎水性二酸化ケイ素としての非常に高い柔軟性から、もっとも一般的に使用される材料の一つです。
二酸化ケイ素は、その水面性質だけでなく、特殊な構造のために水を弾きます。二酸化ケイ素粒子は多くの表面エネルギーを持っており、そのため分子を引き寄せます。しかし、エネルギーが低下し、これらの粒子の表面を撥水性化学物質で修飾すると、粒子は撥水性になり、つまり水に対してより抵抗を示すようになります。撥水性の二酸化ケイ素で覆われた表面に水が接触すると、水は吸収されるのではなく、単純に転がり落ちる水滴を形成します。「そのために、撥水性SiO2材料は効率的に水を弾くことができます。」
撥水技術における最近の概念として、二酸化ケイ素のナノ粒子があります。これらの粒子は非常に小さく、1~100nmの範囲です。非常に小さいため、素材の表面に深く浸透し、水をより効果的に弾く層を作り出すことができます。二酸化ケイ素のナノ粒子は、衣料品、靴、車のコーティング剤、電子機器など、さまざまな製品に使用されています。研究者たちがこれらのナノ粒子の研究を進めることで、さらに高度な撥水技術が登場することが期待されています。