عند ذكر "السيليكون"، قد يتبادر إلى الذهن شرائح السيليكون في رقائق الهواتف المحمولة؛ وعند ذكر "السيليكون العضوي"، قد يتبادر إلى الذهن مادة السدادة المستخدمة في التزيين؛ أما "زيت السيليكون"، فيظهر غالبًا في مكونات الشامبو. تحتوي هذه الأسماء الثلاثة على كلمة "السيليكون"، لكن تختلف مجالات استخدامها بشكل كبير، فبعضها يستخدم في الصناعات عالية التقنية، وبعضها في البناء والتزيين، وبعضها في المنتجات اليومية.

لا حاجة للحفظ عن ظهر قلب، فقط يجب فهم نقطتين أساسيتين هما "الهيكل" و"علاقة الفئات"، لتتمكن من التمييز بسرعة بين الثلاثة.

أولاً، فهم العلاقة: ليست علاقة توازٍ، بل علاقة تبعية بين الفئة والفرع.

الكثيرون يخطئون في اعتبار الثلاثة فئات متوازية، وهذا غير صحيح. العلاقة الأساسية هي: السيليكون العضوي واللاعضوي هما فئتان متوازيتان تحت المواد المحتوية على السيليكون؛ وزيت السيليكون هو نوع محدد ضمن فئة السيليكون العضوي.

يمكن التعبير عن التسلسل الهرمي المحدد كالتالي:

المواد المحتوية على السيليكون → تنقسم إلى السيليكون اللاعضوي والسيليكون العضوي → السيليكون العضوي يشمل زيت السيليكون، السيليكون المطاطي، راتنج السيليكون، عوامل الربط السيليكونية وغيرها من الأنواع.

ثانيًا، الفرق الأساسي: اختلاف في البنية الجزيئية يؤدي إلى اختلاف كبير في الأداء.

العنصر الأساسي في الثلاثة هو السيليكون (Si)، لكن أنواع الذرات المرتبطة والبنية الجزيئية تختلف، مما يحدد خصائص الأداء لكل منها.

1. السيليكون اللاعضوي: يعتمد على رابطة السيليكون والأكسجين، يتميز بالثبات والأداء العالي في الصلابة.

البنية الجزيئية للسيليكون اللاعضوي تتكون أساسًا من السيليكون (Si) والأكسجين (O)، مكونة روابط سيليكون-أكسجين في هيكل شبكي أو سلسلة، والأشكال الشائعة هي ثاني أكسيد السيليكون (SiO₂) والسيليكات.

الخصائص الرئيسية هي: صلابة عالية، مقاومة جيدة للحرارة، استقرار كيميائي قوي، لكنه هش ويفتقر إلى المرونة.

المنتجات الشائعة من السيليكون اللاعضوي تشمل: الزجاج (المكون الرئيسي هو ثاني أكسيد السيليكون)، السيراميك، الأسمنت، البلاط (جميعها من السيليكات)، السيليكون أحادي البلورة المستخدم في الرقائق. على سبيل المثال، يعتمد زجاج شاشة الهاتف على صلابة ثاني أكسيد السيليكون لتحقيق مقاومة الخدش، لكنه هش وسهل الكسر؛ أما السيليكون أحادي البلورة فيستخدم كمادة أساسية في تصنيع الرقائق بفضل استقراره الفيزيائي.

2. السيليكون العضوي: سلسلة رئيسية من السيليكون والأكسجين مرتبطة بسلاسل جانبية عضوية، يجمع بين الثبات والمرونة.

البنية الجزيئية للسيليكون العضوي تتميز بتركيب مركب فريد:

السلسلة الرئيسية هي سيليكون - أكسجين - سيليكون (Si-O-Si) وهي بنية لا عضوية، مما يمنحه خصائص مقاومة الحرارة والشيخوخة للسيليكون اللاعضوي؛

السلاسل الجانبية مرتبطة بمجموعات كربوهيدروجينية (مثل الميثيل، الإيثيل وغيرها من المجموعات العضوية)، مما يمنحه مرونة ومرونة وسهولة في المعالجة.

هذا الهيكل يجعل السيليكون العضوي يجمع بين ثبات المواد اللاعضوية ومرونة المواد العضوية، يمكنه تحمل درجات حرارة تزيد عن 200 درجة مئوية، ويتميز بمرونة جيدة، مقاومة للتآكل وسهولة التشكيل.

يستخدم السيليكون العضوي في نطاق واسع، بالإضافة إلى زيت السيليكون، يمكن استخدام السيليكون المطاطي في تصنيع مصاصات الأطفال، مواد السدادة للسيارات؛ يمكن استخدام راتنج السيليكون في إنتاج الطلاء المقاوم للحرارة، وطلاء العزل الإلكتروني؛ أما عوامل الربط السيليكونية فتستخدم كمساعدات تعديل المواد، وتغطي مجالات الصناعة، الحياة، والطب.

3. زيت السيليكون: نوع سائل من السيليكون العضوي، يركز على وظائف التزييت ومقاومة الماء.

زيت السيليكون ليس فئة مستقلة عن السيليكون العضوي، بل هو نوع من المواد ذات السلاسل الجزيئية القصيرة والسائلة ضمن السيليكون العضوي، وأكثرها شيوعًا هو بولي ديميثيل سيلوكسان (PDMS).

خصائص البنية الجزيئية له: السلسلة الرئيسية لا تزال من سيليكون - أكسجين - سيليكون، لكن طول السلسلة الجزيئية أقصر من السيليكون المطاطي، والسلاسل الجانبية غالبًا ما تكون مجموعات ميثيل، وقوى التفاعل بين الجزيئات ضعيفة، لذلك يكون سائلاً، ويمكن تعديل لزوجته من سائل منخفض اللزوجة إلى سائل عالي اللزوجة.

بفضل هذه البنية، يتمتع زيت السيليكون بخصائص تزييت ممتازة، مقاومة للماء، مقاومة للحرارة، وانخفاض التهيج، وهو من الأنواع الأكثر استخدامًا في الحياة اليومية ضمن السيليكون العضوي. على سبيل المثال، يضاف زيت السيليكون إلى الشامبو لتقليل تجعد الشعر؛ ويضاف إلى مستحضرات العناية بالبشرة لتحسين الإحساس عند الاستخدام وتعزيز الترطيب؛ وفي المجال الصناعي، يستخدم زيت السيليكون كزيت تزييت للمعدات عالية الحرارة، وكمزيل للرغوة في معالجة الأغذية، وكمادة لفصل التشكيل في صناعة البلاستيك.

ثالثًا، مقارنة الاستخدامات: تقسيم مجالات التطبيق بناءً على خصائص الأداء.

نظرًا لاختلاف الخصائص بشكل كبير، فإن مجالات استخدام الثلاثة لا تتداخل تقريبًا، ويمكن التمييز بينها بوضوح حسب الحاجة.

1. السيليكون اللاعضوي: يستخدم بشكل رئيسي كمواد أساسية وحاملات أساسية.

بفضل صلابته العالية، تكلفته المنخفضة، واستقراره القوي، يستخدم السيليكون اللاعضوي بشكل رئيسي في الصناعات الأساسية ومواد البناء:

مجال البناء: يستخدم الزجاج للإضاءة، الأسمنت والبلاط للسقوف والديكور، والصوف الصخري كمواد عزل حراري;

المجال الإلكتروني: رقائق السيليكون أحادية البلورة هي المكونات الأساسية للرقائق ولوحات الطاقة الشمسية، والزجاج الكوارتز (ثاني أكسيد السيليكون عالي النقاء) يستخدم في تصنيع الأجهزة البصرية وأجهزة أشباه الموصلات;

مجال المنتجات اليومية: أكواب زجاجية، أطباق خزفية وغيرها من أدوات المائدة، تستفيد من مقاومتها للحرارة وسهولة التنظيف.

2. السيليكون العضوي: يستخدم كمواد وظيفية لتلبية الاحتياجات الخاصة.

الخصائص الشاملة للسيليكون العضوي تجعله يستخدم بشكل رئيسي لتلبية الاحتياجات الفردية والمتخصصة للمواد:

المجال الصناعي: يستخدم السيليكون المطاطي كمواد سدادة مقاومة للماء والغبار في أبواب ونوافذ السيارات والمكونات الإلكترونية، ويستخدم راتنج السيليكون كطلاء عازل مقاوم للحرارة في لفائف المحركات.

مجال الحياة: يستخدم السيليكون الغذائي في إنتاج اللهايات وأغطية الحفظ وغيرها من المنتجات التي تلامس الطعام، وتستخدم وسادات السيليكون المضادة للانزلاق خصائصها من المرونة ومقاومة التآكل لتحقيق وظيفة منع الانزلاق؛

المجال الطبي: يستخدم السيليكون الطبي بسبب توافقه الحيوي الجيد في تصنيع قساطر الجراحة وطلاءات المفاصل الصناعية وغيرها من الأجهزة الطبية.

3. زيت السيليكون: التركيز على التطبيقات الخاصة للسوائل الوظيفية

كنوع سائل من السيليكون العضوي، تتركز تطبيقات زيت السيليكون في السيناريوهات التي تتطلب خصائص السائل:

مجال مستحضرات التجميل: بالإضافة إلى الشامبو ومنتجات العناية بالبشرة، يستخدم زيت السيليكون في مثبتات الشعر وجل الاستحمام وغيرها من المنتجات، حيث يلعب دور التثبيت وتحسين ملمس البشرة؛

المجال الصناعي: بالإضافة إلى زيوت التشحيم ومزيلات الرغوة ومواد إزالة القوالب، يمكن استخدام زيت السيليكون كمساعد في النسيج لتحسين مقاومة الماء ونعومة الأقمشة؛

المجالات الخاصة: يستخدم زيت السيليكون الناقل للحرارة في تبريد الأجهزة الإلكترونية، ويمكن استخدام زيت السيليكون الطبي كمواد تشحيم ومواد تعبئة للأجهزة الطبية.

رابعاً، توضيح المفاهيم الخاطئة الشائعة: تصحيح الانحرافات في فهم المواد المحتوية على السيليكون

"هل زيت السيليكون ضار للشعر، وبالتالي هل جميع أنواع السيليكون العضوي تشكل مشاكل أمان؟"

خطأ. زيت السيليكون هو نوع واحد فقط من السيليكون العضوي، والزيوت المستخدمة في الشامبو تخضع لفحوصات أمان، والإضافة المعقولة لها لا تسبب ضرراً للشعر. أنواع السيليكون العضوي مثل السيليكون الغذائي والسيليكون الطبي قد حصلت على شهادات أمان صارمة، ويمكن استخدامها بأمان في ملامسة الجسم والطعام، ولا يمكن رفض فئة السيليكون العضوي بأكملها بسبب جدل حول نوع واحد فقط.

"هل الزجاج العضوي ينتمي إلى منتجات السيليكون العضوي؟"

خطأ. الاسم الكيميائي للزجاج العضوي هو بولي ميثيل ميثاكريلات، وهو بوليمر عضوي نقي لا يحتوي على عنصر السيليكون، ولا علاقة له بالسيليكون العضوي. رغم أن الزجاج العضوي شفاف، إلا أن صلابته ومقاومته للحرارة أقل من الزجاج العادي الذي يحتوي على ثاني أكسيد السيليكون كمكون رئيسي.

"هل السيليكون في الرقائق هو سيليكون عضوي؟"

خطأ. المادة الأساسية للرقائق هي السيليكون أحادي البلورة، وهو من السيليكون غير العضوي. استخدام السيليكون العضوي في المجال الإلكتروني يقتصر على مواد التغليف والطلاءات العازلة كمساعدات، وليس كمادة مكونة للرقائق نفسها.

الخاتمة: ملخص الفرق الأساسي في جملة واحدة

السيليكون غير العضوي: مواد أساسية ذات صلابة عالية، مثل الزجاج ورقائق السيليكون للرقائق؛

السيليكون العضوي: مواد وظيفية تجمع بين الاستقرار والمرونة، مثل مواد السد واللهايات؛

زيت السيليكون: نوع سائل من السيليكون العضوي، مثل ملمعات الشامبو وزيوت التشحيم.