×
Dwutlenek krzemu to naturalny minerał powszechnie występujący w skorupie ziemskiej. Często nazywa się go krzemionką, a ze względu na swoje unikalne właściwości wykorzystuje się go na wiele sposobów. Inną ciekawą cechą dwutlenku krzemu jest jego niechęć do wody (w pewnym sensie), czyli inaczej mówiąc – hydrofobowość. Dzięki temu nadaje się do produkcji powłok ochronnych oraz produktów, które muszą pozostać suche.
Aby stworzyć powłoki z dwutlenku krzemu, powierzchnia cząsteczek dwutlenku krzemu jest traktowana chemikaliami, których zadaniem jest spowodowanie, że będą one odpierać wodę. Ta obróbka zmienia powierzchnię cząsteczek, tak że nie przyciągają już cząsteczek wody. Dlatego materiały pokryte dwutlenkiem krzemu są wodoodporne i mogą być stosowane w sytuacjach, w których woda mogłaby stanowić problem.
Takie hydrofobowe dwutlenki krzemu są ważne w naukach o materiałach. Często występują w powłokach materiałów budowlanych, takich jak te do betonu i cegły, aby chronić je przed uszkodzeniami spowodowanymi przez wodę. Stosuje się je również w odzieży do wytwarzania tkanin odpornych na wodę, w elektronice, aby kluczowe części pozostały bezpieczne przed wilgocią, oraz w kosmetyce do tworzenia wodoodpornych, trwało działających produktów. Dzięki swojej dużej elastyczności jako hydrofobowa dwutlenek krzemu jest jednym z najczęściej używanych materiałów.
Dwutlenek krzemu nie może być zwilżony wodą nie tylko ze względu na swoje właściwości powierzchniowe, ale także na specyficzna budowę. Cząstki dwutlenku krzemu posiadają dużą energię powierzchniową, dzięki czemu przyciągają cząsteczki wody. Jednak energia ta maleje, jeśli modyfikuje się powierzchnię tych cząstek substancjami hydrofobowymi, w wyniku czego cząstki stają się hydrofobowe, czyli bardziej odporne na działanie wody. Kiedy woda zetknie się z powierzchnią pokrytą hydrofobowym dwutlenkiem krzemu, tworzy krople, które po prostu staczają się zamiast being pochłaniane. „Dlatego materiały SiO2 o właściwościach hydrofobowych skutecznie odpierają wodę.
Nanotechnologia w dziedzinie hydrofobowych powłok to koncepcja, która w ostatnim czasie zyskała na znaczeniu. Nanocząstki dwutlenku krzemu są niezwykle małe i mają rozmiar od 1 do 100 nm. Dzięki swej wielkości mogą one głębiej przenikać w strukturę materiałów, tworząc warstwę skuteczniej odprowadzającą wodę. Nanocząstki dwutlenku krzemu znajdują zastosowanie w wielu produktach, w tym w odzieży, obuwiu, powłokach samochodowych czy elektronice. Wraz z dalszym badaniem właściwości tych nanocząstek możliwe będzie opracowanie jeszcze bardziej zaawansowanych technologii hydrofobowych.
