이산화규소는 지각에 풍부하게 존재하는 천연 광물로, 흔히 실리카라고 불리며 특수한 물성 덕분에 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 또 다른 흥미로운 특성으로는 물을 싫어하는 성질(소수성)이 있어 건물 코팅이나 건조 상태를 유지해야 하는 제품에 적합합니다.
이산화규소 코팅을 제작하기 위해 이산화규소 입자의 표면은 물을 밀어내도록 설계된 화학물질로 처리된다. 이렇게 하여 입자의 표면이 변해 더 이상 물 분자를 끌어당기지 않게 된다. 이것이 바로 이산화규소로 코팅된 소재가 방수 기능을 가지며 물이 문제될 수 있는 상황에서 사용될 수 있는 이유이다.
이러한 소수성 이산화규소는 재료 과학에서 매우 중요합니다. 콘크리트 및 벽돌용 코팅과 같은 건축 자재에 일반적으로 사용되어 물로 인한 손해를 방지해주며, 의류에서는 방수 직물을 만들고, 전자기기에서는 중요한 부품들이 습기로부터 안전하게 보호되도록 하는 데 사용되며, 화장품에서는 뛰어난 방수 및 장시간 지속되는 효과를 구현하는 데 활용됩니다. 소수성 이산화규소로서의 뛰어난 유연성으로 인해 가장 일반적으로 사용되는 물질 중 하나입니다.
이산화규소는 그 수면 성질뿐만 아니라 특수한 구조 때문에 물을 젖게 할 수 없습니다. 이산화규소 입자들은 많은 표면 에너지를 가지고 있어서 분자들을 끌어당깁니다. 그러나 표면 수정을 통해 이러한 입자의 표면을 소수성 화학물질로 처리하면 에너지가 감소하면서 입자들은 소수성, 즉 물에 대한 저항성이 더 강해집니다. 소수성 이산화규소으로 덮인 표면에 물이 접촉하게 되면 물방울이 흡수되지 않고 그대로 굴러떨어지게 됩니다. 이것이 바로 소수성 SiO2 소재가 물을 효과적으로 방수할 수 있는 이유입니다.
소수성 기술에서 최근 각광받고 있는 개념은 이산화규소 나노입자입니다. 이 입자들은 1-100nm 크기로 극히 미세하여, 물질 표면에 보다 깊이 침투할 수 있습니다. 이로 인해 우수한 방수 효과를 제공하는 층을 형성할 수 있습니다. 이산화규소 나노입자들은 의류, 신발, 자동차 코팅제 및 전자기기 등 다양한 제품에 폭넓게 적용되고 있습니다. 연구자들이 이러한 나노입자에 대한 연구를 지속함에 따라, 앞으로 더욱 발전된 소수성 기술을 기대할 수 있습니다.