×
ซิลิคอนไดออกไซด์เป็นแร่ธาตุธรรมชาติที่มีอยู่มากในเปลือกโลก มักเรียกกันว่าซิลิกา และถูกนำมาใช้ในหลากหลายรูปแบบเนื่องจากคุณสมบัติพิเศษของมัน อีกคุณสมบัติที่น่าสนใจของซิลิคอนไดออกไซด์คือมันมีลักษณะเกลียดความชื้น (โดยประมาณ) หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือมันมีคุณสมบัติป้องกันน้ำ ซึ่งทำให้มันเหมาะสำหรับใช้ในงานก่อสร้างและผลิตภัณฑ์ที่ต้องการคงความแห้งอยู่เสมอ
ในการสร้างสารเคลือบจากซิลิคอนไดออกไซด์ ผิวของอนุภาคซิลิคอนไดออกไซด์จะถูกทำปฏิกิริยากับสารเคมีที่ออกแบบมาเพื่อทำให้มันสามารถกันน้ำได้ การทำเช่นนี้จะเปลี่ยนผิวของอนุภาคให้ไม่สามารถดึงดูดโมเลกุลของน้ำอีกต่อไป ด้วยเหตุนี้วัสดุที่เคลือบด้วยซิลิคอนไดออกไซด์จึงกันน้ำได้ และสามารถนำไปใช้ในสถานการณ์ที่อาจมีน้ำเข้ามาเกี่ยวข้อง
ซิลิกอนไดออกไซด์ที่มีคุณสมบัติกันน้ำชนิดนี้มีความสำคัญอย่างมากในวิทยาศาสตร์วัสดุ มักพบในสีเคลือบที่ใช้กับวัสดุก่อสร้าง เช่น คอนกรีตและอิฐ เพื่อปกป้องไม่ให้เกิดความเสียหายจากน้ำ ใช้ในเสื้อผ้าเพื่อผลิตผ้าที่กันน้ำได้ ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เพื่อรักษาชิ้นส่วนสำคัญให้ปลอดภัยจากความชื้น และในเครื่องสำอางเพื่อสร้างคุณสมบัติกันน้ำและคงทนยาวนาน ด้วยความยืดหยุ่นที่ยอดเยี่ยมในฐานะซิลิกอนไดออกไซด์ที่มีคุณสมบัติกันน้ำ ทำให้วัสดุนี้เป็นหนึ่งในวัสดุที่ถูกใช้มากที่สุด
ซิลิคอนไดออกไซด์ไม่สามารถเปียกน้ำได้ไม่เพียงแต่เพราะธรรมชาติของพื้นผิวน้ำเท่านั้น แต่ยังเพราะโครงสร้างพิเศษของมันอีกด้วย อนุภาคของซิลิคอนไดออกไซด์มีพลังงานผิวจำนวนมาก ดังนั้นจึงสามารถดึงโมเลกุลเข้ามาได้ อย่างไรก็ตาม พลังงานจะลดลง ดังนั้นเมื่อปรับปรุงพื้นผิวของอนุภาคเหล่านี้ด้วยสารเคมีที่กันน้ำ พื้นผิวจะกลายเป็นกันน้ำได้มากขึ้น เมื่อน้ำสัมผัสกับพื้นผิวที่เคลือบด้วยซิลิคอนไดออกไซด์ที่กันน้ำ น้ำจะเปลี่ยนเป็นหยดน้ำและไหลออกไปแทนที่จะถูกดูดซับ นั่นเป็นเหตุผลที่วัสดุ SiO2 ที่มีคุณสมบัติกันน้ำสามารถป้องกันน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ
แนวคิดล่าสุดในเทคโนโลยีป้องกันน้ำคือนาโนพาร์ติเคิลซิลิคอนไดออกไซด์ อนุภาคเหล่านี้มีขนาดเล็กมาก อยู่ในช่วง 1-100 นาโนเมตร สามารถซึมผ่านเข้าสู่พื้นผิวของวัสดุได้ดีขึ้นเนื่องจากมีขนาดที่เล็กมาก ซึ่งสามารถสร้างชั้นป้องกันน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น นาโนพาร์ติเคิลซิลิคอนไดออกไซด์สามารถพบได้ในผลิตภัณฑ์หลากหลายชนิด ได้แก่ เสื้อผ้า รองเท้า สารเคลือบรถยนต์ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เมื่อนักวิจัยยังคงศึกษาคุณสมบัติของนาโนพาร์ติเคิลเหล่านี้ต่อไป เราอาจได้เห็นเทคโนโลยีป้องกันน้ำขั้นสูงที่พัฒนาขึ้นกว่าเดิม
