السيليكا الغروية

السيليكا الغروية عبارة عن معلقات من جزيئات السيليكا الدقيقة غير المتبلورة وغير المسامية، وعادة ما تكون كروية الشكل، في حالة سائلة. ويمكن إنتاجها بواسطة عملية ستوبر من رباعي إيثيل أورثوسيليكات (TEOS).

عادةً ما تكون هذه المواد معلقة في وسط مائي يتم تثبيته كهربائياً. وتتراوح كثافة جسيمات السيليكا الغروية بين 2.1 و 2.3 غ/ ^سم³ .

تُحضّر معظم السيليكا الغروية على شكل معلقات أحادية التشتت بأحجام جسيمات تتراوح  أقطارها بين 30 و100 نانومتر تقريبًا. كما يمكن تصنيع معلقات متعددة التشتت، وتتراوح أحجام جسيماتها ضمن نفس الحدود تقريبًا. يصعب تثبيت الجسيمات الأصغر حجمًا، بينما تتعرض الجسيمات التي يزيد حجمها عن 150 نانومترًا للترسب.

تُحضّر السيليكا الغروية عادةً عبر عملية متعددة المراحل، حيث يُعادَل محلول سيليكات قلوي جزئيًا، مما يؤدي إلى تكوين نوى السيليكا . يتراوح حجم الوحدات الفرعية لجزيئات السيليكا الغروية عادةً بين 1 و5  نانومتر. ويعتمد ارتباط هذه الوحدات الفرعية على ظروف البلمرة. ينتج عن التحميض الأولي لمحلول زجاج الماء ( سيليكات الصوديوم ) Si(OH) _₄ .

إذا انخفض الرقم الهيدروجيني إلى أقل من 7 أو أُضيف الملح، تميل الوحدات إلى الاندماج معًا في سلاسل. تُعرف هذه المنتجات عادةً باسم هلام السيليكا . أما إذا حُفظ الرقم الهيدروجيني قريبًا من الجانب القلوي، فإن الوحدات الفرعية تبقى منفصلة وتنمو تدريجيًا. تُعرف هذه المنتجات عادةً باسم السيليكا المترسبة أو محاليل السيليكا الغروية. تميل أيونات الهيدروجين من سطح السيليكا الغروية إلى التفكك في المحلول المائي، مما ينتج عنه شحنة سالبة عالية. من المعروف أن استبدال بعض ذرات السيليكون بالألومنيوم يزيد من الشحنة الغروية السالبة، خاصةً عند قياسها عند رقم هيدروجيني أقل من نقطة التعادل. نظرًا لصغر حجمها، فإن مساحة سطح السيليكا الغروية كبيرة جدًا.

يتم تثبيت المعلق الغرواني عن طريق ضبط درجة الحموضة، ثم يُركّز، عادةً بالتبخير. يعتمد الحد الأقصى للتركيز الممكن الحصول عليه على حجم الجسيمات. على سبيل المثال،  يمكن تركيز الجسيمات التي يبلغ حجمها 50 نانومترًا إلى أكثر من 50% من وزن المواد الصلبة، بينما  لا يمكن تركيز الجسيمات التي يبلغ حجمها 10 نانومترات إلا إلى حوالي 30% من وزن المواد الصلبة قبل أن يصبح المعلق غير مستقر للغاية.

• في صناعة الورق، يُستخدم السيليكا الغرواني كمادة مساعدة على التصريف. فهو يزيد من كمية النشا الكاتيوني التي يمكن الاحتفاظ بها في الورق. ويُضاف النشا الكاتيوني كعامل تحجيم لزيادة قوة الورق الجاف.
• مواد رابطة تتحمل درجات الحرارة العالية
• صب الاستثمار - يستخدم كمادة رابطة غير عضوية في القوالب
• مادة كاشطة - لتلميع رقائق السيليكون
• ورق بدون كربون
• كمادة رابطة أو مصدر للسيليكا في المحفزات
• مادة مجففة
• كمادة تشحيم في صناعة الكبسولات والأقراص الدوائية. ^{[ 1 ]}
• بطانيات ألياف السيراميك المقاومة للحرارة لتثبيت وتصلب
• طلاءات مقاومة للتآكل
• زيادة الاحتكاك - تُستخدم لتغطية الأرضيات المشمعة، والألياف النسيجية ، والكرتون ، وقضبان السكك الحديدية لتعزيز قوة الجر
• مضاد للاتساخ - يملأ المسام الدقيقة لمنع دخول الأوساخ والجزيئات الأخرى إلى المنسوجات
• المواد الفعالة بالسطح – تستخدم للتلبيد والتخثر والتشتيت والتثبيت وما إلى ذلك .
  • يُستخدم ثاني أكسيد السيليكون السائل (السيليكا الغروية) كعامل تصفية للنبيذ والعصائر .
• ماص
• تُستخدم السيليكا الغروية في مواد تكثيف الخرسانة والخرسانة المصقولة .
• في تصنيع النقاط الكمومية ، وهي أشباه موصلات صغيرة تستخدم في مختلف مجالات البحث العلمي.
• انخفاض المسامية وزيادة الحماية من تفاعل السيليكا القلوي (ASR). ^{[ 2 ]}

• ثاني أكسيد السيليكون