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.

ما هو السيليكون

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.1

استخدامات السيليكون

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

الإلكترونيات

السيليكون

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.

الألواح الشمسية

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.

صناعة السبائك

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.2

الصناعات الطبية

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

نمو النباتات

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.

صناعات مختلفة

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.3

مساوئ استخدام السيليكون

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

  1. دورة حياته القصيرة: على الرغم من أن السيليكون متوافرٌ بشكلٍ كبيرٍ ومنخفض التكلفة مقارنةً بنظرائه، مما يجعله محور العديد من الصناعات المختلفة، إلا أن دورة حياته القصيرة تجعل من السيء استخدامه. كما يحتاج إلى عمليات معالجةٍ كبيرةٍ حتى يصل للشكل المطلوب.
  2. اللزوجة العالية: يستخدم السيليكون في صناعة المطاط العازل كما ذكرنا والذي يقاوم تسرب المياه بشكلٍ كبيرٍ ويستخدم في عمليات العزل. إلا ان المشكلة تكمن في سماكة مظهره.
  3. صعوبة التنظيف: في حال استخدام السِيليكون المطاط لمنع التسرب في الحمامات والمطابخ وغيره، يكون من الصعب جدًا تنظيفه مقارنةً مع المواد البديلة، أو حتى إزالته عند الحاجة إلى القيام ببعض الإصلاحات.
  4. المرونة: يتميز السيليكون بمرونةٍ كبيرةٍ تؤثر على جودة استخدامه في بعض المجالات. فعلى سبيل المثال، يستخدم قوالب السِيليكون في المطابخ كأوانٍ للطهي أو خبز المعجنات. عند تعرض هذه الأواني للحرارة تصبح سهلة الانحناء مما يتسبب في تخريب شكل المخبوزات كما يزيد من الوقت المطلوب لطهي الطعام.4

المراجع