استخدامات السيليكون

استخدامات السيليكون.. يعتبر السيليكون من أبرز العناصر الكيميائية في الجدول الدوري والتي تعرف باسم المعادن، وتمتلك خصائص كل من الفلزات وغير المعادن مما يجعلها مثاليةً لاستخدامها في العديد من الصناعات المختلفة. يعتبر السيليكون من أبرز العناصر الكيميائية في الجدول الدوري والتي تعرف باسم المعادن، وتمتلك خصائصَ كلٍ من الفلزات وغير المعادن مما يجعلها مثاليةً لاستخدامها في العديد من الصناعات المختلفة. يعتبر السيليكون من أبرز العناصر الكيميائية في الجدول الدوري والتي تعرف باسم المعادن، وتمتلك خصائص كل من الفلزات وغير المعادن مما يجعلها مثاليةً لاستخدامها في العديد من الصناعات المختلفة.

السيليكون هو عنصر كيميائي رمزه Si وعدده الذرّي يصنف السيليكون من أشباه الفلزات ويوجد في حالته الطبيعية على شكل صلب بلوري هش ذو بريق معدني رمادي مزرق إن السيليكون رباعي التكافؤ وهو ضعيف النشاط الكيميائي نسبياً لكنّه يمتاز بألفته الكيميائية الكبيرة تجاه الأكسجين

لقد استخدم البشر السيليكون منذ قديم الزمان على شكل رمل وسيليكات في العديد من أمور الحياة اليومية فقد كان الكوارتز معروفاً للعديد من الحضارات القديمة مثل حضارتي مصر والصين القديمَتين وكذلك حضارة الفينيقيين وقد استخدم في صناعة الأواني والحلي وكذلك الزجاج كما استخدمت السيليكات المختلفة منذ القدم في تحضير الملاط أثناء إنشاء المساكن البشرية الأولى كان يونس ياكوب بيرسيليوس أوّل من وصف هذا العنصر بشكله النقي على نحو واضح وذلك سنة 1823

إن السيليكون هو ثامن أكثر العناصر المتوفرة في الأرض ولكنه نادراً ما يوجد في الأرض بشكله النقي الحر

إذ يتواجد السيليكون في الطبيعة بشكل عام على شكل ثنائي أكسيد السيليكون وهو المكوّن الرئيسي للرمل كما تنتشر السيليكات بشكل كبير أيضاً في العديد من المعادن في القشرة الأرضية تتألّف قرابة 90% من القشرة الأرضية من معادن السيليكات ممّا يجعل السيليكون ثاني أكثر العناصر الكيميائية وفرة في القشرة الأرضية بعد الأكسجين

يُعد السيليكون من أهم العناصر المستخدمة في كثير من الأمور الحياتية والصناعات الإلكترونية وفيما يلي أهم استخدامه 

1- الطيران

يُعتبر السيليكون من المواد التي تتحمل الجهد والحرارة العالية بدرجة كبيرة لذلك يتم استخدامه في المواد اللاصقة ومانعات التسرب لإغلاق وحماية الأبواب والنوافذ والأجنحة وخزانات الوقود وقنوات التهوية والأسلاك الكهربائية وغيرها في الطائرات خاصة تلك الطائرات التي تزيد سرعتها عن سرعة الصوت

2- البناء وترميم التماثيل 

 يُستخدم السيليكون في المواد المانعة للتسرب والمواد اللاصقة لمنع تراكم الرطوبة والبكتيريا حيث أنه يحمي واجهات الزجاج من الأشعة فوق البنفسجية ويُساعد في ثباتها لمرونته وقدرته على تحمل درجات الحرارة العالية مما يجعل البناء قادراً على المحافظة على المظهر والجودة بالإضافة إلى أن استخدام السيليكون يُساعد في ترميم بعض التماثيل الفنية مثل تمثال الحرية أو تماثيل مايكل أنجلو دون المخاطرة بسلامة المواد الأصلية أو تشويه التحفة الفنية

3- الطلاء

يتم صناعة أنواع من الطلاء المضاف إليها السيليكون وذلك لاستخدامها في الحفاظ على الواجهات الخارجية للمنازل وعربات السكك الحديدية والجسور وحمايتها من أضرار الرطوبة والظروف الجوية المختلفة وذلك بسبب قدرته العالية على مُقاومة الظروف الجوية سواء كانت درجات الحرارة العالية أو حالات البرودة الشديدة دون حدوث تآكل أو تشققات في البناء مما يحافظ على رونقه وجماليته 

السيليكون هو عنصرٌ كيميائيٌّ ينتمي إلى عائلة الكربونات، ويحتل المرتبة الثانية بعد الأكسجين وفرة في القشرة الأرضية بنسبةٍ تصل إلى 25.7%، كما يتواجد في الشمس والنجوم ويعد عنصرًا رئيسيًّا في تركيب النيازك. إلا أنه لا يوجد بشكلٍ منفصلٍ في الطبيعة، بل يتحد مع عناصرَ أخرى مختلفة كالأكسجين والحديد والألمنيوم. وتتواجد مركبات السِيليكون المختلفة في الغلاف الجوي والمياه والنباتات وحتى أجساد الكائنات الحية. ويشتق اسمه من كلمة سيليكس silex اللاتينية والتي تعني الصوان أو الحجر الصلب.

يتميز السيليكون النقي بصلابته ولونه الرمادي الغامق وبريقه المعدني وهيكله البلوري الثماني السطوح المشابه للألماس، وعلى عكس معظم المعادن، فإن موصليته تزداد بازدياد درجة الحرارة.

ويستخدم في العديد من المجالات المختلفة والعمليات الصناعية، ويشكل مادةً خامًا أساسيةً في صناعة رقائق الحاسب والأدوات الإلكترونية والكهربائية المختلفة كالترانزستورات والدوائر الإلكترونية.

نظرًا لخصائص السِيليكون الكيميائية المميزة، فإن يستخدم في العديد من الصناعات المحيطة بنا، ويشكل نواةً للعديد من الأجهزة المحيطة بنا. ومن أبرز مجالات استخدامه:

يستخدم السيليكون في صناعة العديد من القطع الإلكترونية بما فيها أشباه الموصلات والترانزستورات والدارات، وذلك بفضل خاصيته شبه الموصلة التي تتيح نقل الكهرباء بشكلٍ مثاليٍّ بالإضافة إلى امتلاكه نقطة انصهارٍ عاليةٍ على عكس نظائره، وقبل استخدامه للأجهزة الإلكترونية، يصقل السيليكون على مرحلتين، أولًا تتم إزالة الأكسجين من المجمع ومن ثم يتم صقله لانتاج السِيليكون النقي.

وسجل اختراع الحواسيب الكمية التي تتفوق على الحواسيب العادية أحد المعالم الأخيرة في تكنولوجيا الحاسوب باستخدام الرقاقات القائمة على السيليكون. والتي يمكن لها أن تستبدل أجهزة الحواسيب العادية في القريب.

مع التغيرات المناخية والتركيز العالي لغازات الدفيئة، تزايد التركيز على استخدام مصادر الطاقات البديلة والمتجددة. وتعتبر الطاقة الشمسية واحدةً من أكثر مصادر الطاقة الصديقة للبيئة. ويمكننا بسهولةٍ تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباءَ دون الإضرار بالبيئة باستخدام الألواح الشمسية.

تتم صناعة معظم الخلايا الشمسية والألواح الشمسية باستخدام السيليكون بفضل خصائصه الفيزيائية والكيميائية حيث يعمل كشبه موصل يجعل من العنصر أكثر مواءمةً للألواح الشمسية. ومع ذلك لا يستخدم السِيليكون النقي بل يتم خلطه مع الشوائب بحيث يمكن أن تمتص الألواح والخلايا الطاقة من الشمس وتحوّلها إلى كهرباء.

يستخدم السيليكون على نطاقٍ واسعٍ في صناعة السبائك في درجات حرارةٍ عاليةٍ جدًا تتيح تفاعله بسهولةٍ مع العناصر الأخرى كالحديد. ويستخدم بهدف منح السبائك الصلابة و كمزيلٍ للأكسدة ويساعد في إزالة الشوائب من الصلب. كما تعتمد صناعة الألمنيوم بشكلٍ كبيرٍ على استخدام سبائك السيليكون، إذ تستخدم هذه الأخيرة في لحام وتصنيع القوالب.

يستخدم زيت السِيليكون في صناعة مستحضرات التجميل والشامبو. بالإضافة إلى العديد من الاستخدامات الطبية كالعدسات اللاصقة الضمادات وبعض الحقن المستخدمة في حقن الخلايا.

يساعد السيليكون على تحسين قدرة النباتات على تحمل الجفاف والبقاء على قيد الحياة لفترةٍ أطول دون ماء، كما يجعلها أكثر قدرةً على مهاجمة ومقاومة مسببات الأمراض الفطرية التي قد تودي بحياة النبات أو تضعفه بشكلٍ كبيرٍ حتى يصبح أكثر عرضةً لبقية المؤثرات المحيطة.

يستخدم زيت السيليكون كمادة تشحيمٍ. في حين يستخدم السيليكون الصناعي المطاط كمانع تسربٍ للماء في الحمامات والنوافذ والأنابيب والأسقف. كما يستخدم كمادةٍ لاصقةٍ تساعد في أعمال الصيانة المنزلية البسيطة.

على الرغم من الفائدة الكبير لاستخدام السِيليكون في العديد من المجالات المختلفة، إلا أن ذلك لا ينفي وجود بعض المساوئ له والتي تتمثل بالتالي: