Silicon là gì? Sản phẩm từ silicon có độc không? Phân biệt silicon và silicone

Silicon là gì? Hợp chất silicon là gì? Silicon từ lâu đã là một nguyên liệu vô cùng phổ biến trong nhiều lĩnh vực. Tuy nhiên, không phải ai cũng có thể hiểu được chính xác về silicon là gì ? Silicon có độc không? Đặc biệt, nhiều người còn nhầm lẫn với silicone. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giúp bạn giải đáp chi tiết thắc mắc trên. 

Tìm hiểu về silicon là gì?

Thực tế, khá nhiều người nhầm lẫn giữa silicon và silicone. Thực chất, đây là hai chất hoàn toàn khác nhau. Những thông tin dưới đây sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về silicon là gì?

Khái niệm silicon là gì?

Silicon là nguyên tố hóa học có ký hiệu là Si, số hiệu 14 trong bảng tuần hoàn hóa học. Silicon có cả tính chất của kim loại và phi kim. Chỉ xếp sau nguyên tố oxygen, Silicon chiếm đến 25,7% trọng lượng lớp vỏ trái đất. Người ta có thể tìm thấy nguyên tố này trên mặt trời và các vì sao. 

Còn trong tự nhiên, nguyên tố này rất hiếm khi được xuất hiện ở dạng nguyên chất. Silicon tồn tại dưới dạng oxide và silica. Tồn tại như dạng đá tinh thể, đá lửa, cát, thạch anh… Đồng thời còn xuất hiện dưới dạng của những khoáng chất khác như đất sét, granite, feldspar, mica…

Hiện nay, một số hình thức phổ biến của silicon gồm: Cao su silicon, dầu silicon, mỡ silicon, nhựa silicon… 

Nguồn gốc hình thành, phát triển của silicon

Dựa trên silicon từ hàng nghìn năm trước đã được sử dụng. Tuy nhiên, cho đến năm 1823, nhà hóa học Jons Jakob Berzelius đã điều chế thành cộng một dạng nguyên chất silicon vô định hình. Ông cũng chính là người được công nhận là đã tìm hiểu, khám phá ra silicon. Trước đó, vào năm 1811 nhà hóa học Gay Lussac và Louis Jacques Thénard cũng đã khám phá ra silicon tinh khiết vô định hình. 

Năm 1854 là năm tiếp tục đánh dấu về sự ra đời của silicon kết tinh. Đây là dạng hình thù thứ hai của nguyên tố này được nhà hóa học Henri Etienne Sainte – Claire Deville tạo ra.

Đến cuối thế kỷ thứ XX, đầu thế kỷ XXI được xem là “thời đại Silicon với các vật liệu chủ đạo được làm từ silicon. 

Tính chất, đặc điểm của silicon

Silicon là một nguyên tố hóa học tương đối trơ, không bị ảnh hưởng bởi phần lớn các axit trừ axit hydrofluoric. Mặt khác, silicon còn bị tác dụng bởi chất kiềm loãng và nhóm nguyên tố halogen. 

Trong điều kiện nhiệt độ, áp suất tiêu chuẩn silicon là một chất bán dẫn có đặc điểm sáng bóng, màu xám xanh kim loại. Kết tinh của silicon có màu hơi xám và ánh kim. Silicon truyền qua được trong môi trường bước sóng hồng ngoại 95%. Dưới đây là thông tin hóa học của nguyên tố silicon

• Số nguyên tử: 14
• Ký hiệu nguyên tử hóa học: Si
• Trọng lượng của nguyên tử: 28.0855
• Điểm sôi: 3265 độ C
• Điểm nóng chảy: 1414 độ C 
• Nhiệt dung mol: 19.789J/(mol-K)
• Nhiệt hơi hóa hơi: 383 kJ/mol

Phương pháp điều chế silicon

Trong lĩnh vực thương mại, silicon được điều chế, sản xuất bằng cách đun nóng hỗn hợp carbon và silica trong lò điện hồ quan. Trong đó, có sử dụng những điện cực là carbon. Ta có phương trình hóa học minh họa cụ thể như sau:

• 2C + SiO2→ Si + 2CO
• 2SiC + SiO2 → 3Si + 2CO

Ngoài ra, những silicon siêu tinh khiết có thể được điều chế bằng cách nhiệt phân trichlorosilane vô cùng tinh khiết trong khí hydrogen và thông qua quá trình vùng nổi chân không.

Ứng dụng silicon trong đời sống, sản xuất

Ở dưới dạng đất sét, cát nó là thành phần chủ yếu trong bê tông, gạch và thủy tinh. Còn ở dạng silicate, silicon được sử dụng  trong làm các loại đồ gốm, đồ men và đồ sứ. Đồng thời, đây là chất có khả năng chịu nhiệt cao nên được sử dụng trong thiết bị nhiệt độ cao. Và là một trong những thành phần rất quan trọng của thép. 

Đối với silicon carbide là một chất mài quan trọng được sử dụng trong laser giúp tạo ra nguồn ánh sáng có bước sóng 4560 angstrom. Còn đối với dạng silicon siêu tinh khiết có thể sử dụng kết hợp với gallium, boron, arsenic và phosphorus. Từ đó, silicon bán dẫn dùng trong phin mặt trời, các transistor hay máy chỉnh lưu cùng các dụng cụ khác được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực điện tử học và công nghiệp hàng không vũ trụ. 

Silicon vô định hình được ứng dụng trong việc biến đổi năng lượng mặt trời thành điện năng. Đây là một giải pháp vô cùng hữu hiệu cần được nhân rộng trong tương lai. 

Silicone là một sản phẩm quan trọng của silicon cũng có nhiều ứng dụng quan trọng trong hàng không, không gian vũ trụ, thiết bị điện tử, xây dựng. Các sản phẩm gia dụng, chăm sóc, phương tiện di chuyển. 

Một trong những ứng dụng quan trọng đang được nghiên cứu, phát triển là sử dụng vật liệu từ silicon nhằm giảm sự phụ thuộc của con người. Từ đó, giúp bảo vệ sức khỏe của con người đồng thời giảm thiểu khả năng tình trạng ô nhiễm rác thải nhựa. 

Silicon không chỉ đóng vai trò quan trọng với con người mà cả với động vật thực vật. Điển hình như tảo cát nước ngọt và nước mặt đều phải lấy silica  từ trong nước mới có thể tạo ra được màng tế bào. Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc giúp một số loài thực vật cải thiện độ bền thành tế bào thực vật và tính toàn vẹn của cấu trúc. 

Tìm hiểu về silicone là gì?

Những thông tin dưới đây sẽ giúp bạn hiểu hơn về silicone. Đây là thuật ngữ mà khá nhiều người nhầm lẫn với silicon.

Khái niệm về silicone là gì?

Silicone là một loại polyme tổng hợp, gồm một sườn silicon, oxi và các nguyên tố khác gồm các nhóm hydrocacbon hoặc hydrogen gắn liền với nguyên tử silicon. 

Hiện nay, các loại silicone thường gặp gồm silicone dạng lỏng, silicone dạng gel, chất đàn hồi silicone và nhựa silicone. 

Do có tính ổn định, độ bền cao và quy trình sản xuất đơn giản nên silicone được ứng dụng rộng rãi và phổ biến trong nhiều vật dụng hàng ngày. 

Tìm hiểu về lịch sử khám phá silicone

Silicone chính là tên được rút ngắn của “silicoketone” được nhà hóa học người Anh là Frederick Kipping dùng để mô tả về các hợp chất mà ông đã nghiên cứu và thực hiện. Đây là một thành quả quan trọng và tuyệt vời của ông sau nhiều năm nghiên cứu, chứng minh cho lý luận rằng ông sẽ chế tạo ra hợp chất tương tự như hợp chất được tạo ra từ các bon và hidro vì carbon và silic có nhiều điểm tương đồng. 

Trong những năm 1930, nhà khoa học đến từ công ty Corning Glass Work trong quá trình tìm vật liệu để ứng dụng làm vật liệu cách nhiệt cho bộ phận điện. Silicone đã được lựa chọn bởi khả năng chịu nhiệt của chúng. Từ đó, silicone được biết đến và sản xuất phổ biến hơn. 

Tính chất, đặc điểm của silicon

Dưới đây là những đặc điểm và tính chất của silicon đã được nghiên cứu và tổng hợp. 

• Liên kết silicon –oxy đóng vai trò quan trọng giúp silicone ổn định hơn so với các polyme có liên kết carbon – carbon.
• Các tính chất silicone thay đổi phụ thuộc sự thay đổi của mức độ liên kết chéo. Silicone dạng lỏng vì không có liên kết ngang nên độ cứng là thấp nhất. Ngược lại, silicone dạng nhựa có mức độ liên kết chén cao nên được đánh giá độ cứng cao nhất. 
• Silicone có chứa silicon. Vậy nên chúng mang tính chất của cả kim loại và phi kim. 

Silicone có ứng dụng gì trong đời sống, sản xuất

Sở hữu nhiều tính năng, quy trình sản xuất không quá phức tạp silicone tiếp tục được thương mại hóa và sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp. Từ ngành năng lượng, xây dựng, ô tô, sơn, hóa chất và đặc biệt trong lĩnh vực điện tử. Dưới đây là một số ứng dụng quan trọng nhất của Silicone

Trong ngành không gian vũ trụ và hàng không

Silicon có khả năng chịu được nhiệt độ cao nên được ứng dụng trong nhiều khía cạnh của các thiết bị máy bay, tàu vũ trụ trong khâu lắp ráp, bảo trì. Ví dụ như làm chất bịt kín, chất kết dính… 

Trong ngành xây dựng

Khả năng chống chịu nước rất tốt keo silicone còn không bị ăn mòn, hư hỏng trước môi trường nhiệt độ cao. Đồng thời tính dẻo dai và đàn hồi vô cùng tốt nên keo silicone được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực xây dựng. Điển hình như gắn kết cho các bề mặt của vật liệu, trám nối cho các khe cửa, những rãnh ở xung quanh bồn cầu, vật trang trí, cố định gương… 

Trong ngành thiết bị điện tử

Vì silicone là một chất cách điện nên cũng được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử như viễn thông, công nghệ máy tính, điện tử, phân phối điện. Đồng thời, silicone cũng có tác dụng hỗ trợ bảo vệ các thành phần điện tử tránh tình trạng bị quá nóng, sự ăn mòn hay độ ẩm… 

Trong lĩnh vực y tế, chăm sóc sức khỏe

Silicon được ứng dụng rộng rãi trong y tế và những sản phẩm hỗ trợ chăm sóc sức khỏe của trẻ sơ sinh. 

Ngoài ra, silicon còn là một thành phần trong các loại mỹ phẩm hỗ trợ chăm sóc da có tác dụng giúp làm mềm da, làm mịn da. Một số silicone trong mỹ phẩm khác có tác dụng tạo màng chống nước, cải thiện khả năng thẩm thấu các dưỡng chất vào làn da. 

Trong ngành gia dụng

Cao su silicone hiện nay là vật liệu phổ biến để tạo ra những đồ dùng trong nấu nước. Silicone cũng chính là một trong những thành phần quan trọng nhất trong các chất tẩy rửa sàn nhà, đánh bóng hộ gia đình… 

Trong ngành sơn

Silicone đóng vai trò quan trọng giúp sơn và các chất phủ bên ngoài có khả năng chịu được điều kiện thời tiết tốt hơn, tăng cường khả năng chống vết bẩn và độ bám dính cao. 

Trong ngành mỹ phẩm

Silicone là một trong những thành phần có trong nhiều sản phẩm trang điểm, chăm sóc da hiệu quả. Ví dụ như các sản phẩm kem chống nắng, kem nền, kem lót. Đồng thời, silicone cũng được sử dụng trong việc giúp chữa lành vết thương và ngăn ngừa giảm sẹo. 

Phân biệt silicon và silicone

Qua những thông tin trên, chúng ta đã hiểu rõ về silicone cũng như silicon là gì? Thực tế, khá nhiều người nhầm lẫn hai tên gọi này là một chỉ khác nhau về cách viết thôi. Thực chất, hai chất này hoàn toàn khác nhau. Dưới đây là một số điểm khác biệt giữa silicon và silicone: 

• Silicon là một nguyên tố hóa học có sẵn trong tự nhiên. Chúng có các tính chất của cả kim loại và phi kim. Silicon được ứng dụng rộng rãi và phổ biến trong các ngành công nghiệp, nhất là trong ngành điện tử hiện đại với khả năng bán dẫn.
• Ngược lại, silicone là một loại polymer được tổng hợp từ silicon, oxygen và một số nguyên tố khác. Silicone thường xuất hiện dưới dạng chất lỏng, chất dẻo dạng cao su với khả năng cách điện rất tối. 

Silicon được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực y khoa như làm ống thông đường tiểu, bộ phận giả cấy ghép… Đồng thời, chúng xuất hiện ở các các vật dụng cá nhân thường ngày của chúng ta như kem cạo râu, dầu gội đầu… Hay trong một số vật dụng, đồ dùng của nhà bếp như cán chảo, kẹp gắp, bao tay… 

Ngoài ra, silicone còn là một chất bôi trơn lý tưởng cho những bộ phận trên ô tô hoặc làm chất bịt kín cho những bình đựng nước, hay ống hàn chỉ và nhiều ứng dụng rất quan trọng trong lĩnh vực điện tử. 

Silicon có độc không?

Đây là thắc mắc chung của khá nhiều người. Sở dĩ, chúng được sử dụng rất rộng rãi hàng ngày, ngay cả trong lĩnh vực y tế và chăm sóc sức khỏe.

Vì là một chất hóa học nên silicon có độc nếu sử dụng không đúng cách hoặc đó là sản phẩm kém chất lượng sẽ gây ra những tác dụng phụ như gây đột biến, gây kích ứng da và thậm chí là ung thư. 

Các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng, nếu tiếp xúc với lượng silicon ở mức tiêu chuẩn thì thường sẽ tạo ít hoặc không gây tác dụng phụ. 

Ngoài ra, silicon có gây độc không còn phụ thuộc trực tiếp vào từng loại silicon, mức độ sử dụng nhiều hay ít nữa. 

Một số giải đáp thắc mắc về silicon

Xoay quanh khái niệm silicon là gì? Chúng tôi đã tổng hợp và giải đáp rất nhiều thắc mắc liên quan cho bạn đọc như sau: 

Nhựa silicon là gì?

Nhựa silicon có thể được coi là một loại Hybrid Polymer (polime lai tạo), có liên kết giữa các nguyên tố vô cơ và hữu cơ. Vậy nên, nhựa silicon có đặc tính nguồn gốc của vô cơ (Silicate và Silicon ) bền hóa chất, bền nhiệt. Đồng thời từ nguồn gốc của hữu cơ với đặc tính hòa tan, tính mềm dẻo và có khả năng phản ứng hóa học theo nhóm chức. 

Theo cấu tạo của mạch polime, nhựa silicon được chia thành loại Poly Organo Siloxane ( mạch …Si – O – Si – … ), Poly Organo Silayan (mạch …Si – N – Si – …) và Poly Elemento  –  organoSiloxane (mạch cơ bản bao gồm Si, O, Al  hoặc Titan ).

Trong đó, ứng dụng quan trọng nhất của nhựa silicon là Organo Siloxane cũng là đại diện cho một loại chất tạo màng Silicon.

Dầu Silicon là gì?

Dầu silicon là một loại sản phẩm dầu nhớt được pha chế từ dầu gốc khoáng cao cấp và các chế phụ gia chống mài mòn, phụ gia chống oxy hóa. Dầu Silicon màu trắng trong như nước và có nhiều độ nhớt khác nhau dao động từ ISO VG 100- 200 –  500 – 10000 CST. Dầu silicon được ứng dụng rộng rãi và phổ biến trong các ngành công nghiệp khác nhau như cơ khí, dệt may, đúc, sắt thép và than khoáng sản…. 

Dầu silicon được sử dụng cho các hệ thống máy móc làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao với khả năng chống được bám bẩn rất tốt. 

Thành phần chủ yếu của dầu silicon là siloxane kèo theo một chuỗi những chất có chứa các thành phần hữu cơ. Trong đó, polydime thylsiloxane là thành phần quan trọng nhất. 

Tính năng của dầu silicon là có khả năng chịu nhiệt và cách điện vô cùng tuyệt vời. Ngoài ra dầu silicon cũng có thể chịu được áp lực do thời tiết gây nên. 

Bên cạnh đó, tùy theo hiệu suất và mức độ một số hóa chất có trong từng thành phần của lọ dầu mà dầu silicon còn có những tính năng rất khác nhau. 

Apple Silicon là gì?

Về cơ bản, Apple Silicon là phiên bản mở rộng của chip dựa trên ARM được sử dụng trong các thiết bị của ông lớn Apple như iPad, iPhone, Apple Watch. 

Điều này đã đưa được tất cả các sản phẩm trong hệ sinh thái phần cứng Apple dưới cùng một thiết kế.

Bằng cách tự tạo ra Apple Silicon, hãng Apple có nhiều quyền kiểm soát hơn đối với việc hệ điều hành mac OS và phần cứng Mac hoạt động cùng nhau như thế nào. M1 được biết đến là con chip Apple Silicon đầu tiên cho Mac. Nhờ đó giúp đem đến sự gia tăng vô cùng mạnh mẽ cả về hiệu năng và hiệu suất.

Trong Mac được trang bị apple silicon cũng có nghĩa là thiết bị hiện có thể chạy được các ứng dụng trên iPhone, iPad. Từ là, trong Mac App Store bạn hoàn toàn có thể tìm thấy được những ứng dụng dành cho iPadOS và iOS.

Ngoài ra, Rosetta 2 cho phép người dùng chạy những ứng dụng được tạo ra cho Mac sử dụng chip Intel trên Apple Silicon. Và đôi khi, những ứng dụng hoạt động trong rosetta có chíp M1 sẽ tốt hơn nhiều so với các chip Intel. 

Ứng dụng universal là những ứng dụng được tạo ra cho Apple Silicon và có thể tải xuống từ trên Mac App Store hoặc từ trang web. 

Thung lũng silicon là gì?

 Thung lũng Silicon hay còn được biết đến theo tên gọi là “Silicon valley”. Đây chính là phần lãnh thổ nằm tại phía Nam của San Francisco, nằm ở phía Bắc của bang California, Hoa Kỳ. Ban đầu, thung lũng Silicon được sử dụng chỉ để cho các công ty, nhà sản xuất chuyên về các loại chip bằng silicon. 

Tuy nhiên, về sau thung lũng silicon đã trở thành khu thương mại công nghệ cao. Tại đây, có sự xuất hiện của rất nhiều tập đoàn nổi tiếng hàng đầu trên thế giới như Apple, Google, Facebook… 

Vậy nên “thung lũng silicon” được ngầm hiểu để chỉ nơi tập trung của những tập đoàn công nghệ. Đồng thời cũng là nơi cho thấy rất rõ sự phát triển nhân loại. 

Thung lũng silicon là gì ở đâu? Về địa phận thung lũng Silicon thì có thể thấy là được bắt đầu từ khu vực Menlo Park và kéo dài thông qua thành phố San Jose  ở tiểu bang California. Sunnyvale có thể được xem là điểm trung tâm thung lũng Silicon. Thêm vào đó thì phần lãnh thổ tại phía bắc của quận Santa Clara, California cùng với một số cộng đồng ở kế cận miền nam của thành phố và quận San Francisco cũng thuộc vào phạm vi của thung lũng Silicon.

Thực tế, thung lũng silicon chỉ trở nên đặc biệt và nổi tiếng hơn khi tại đây xuất hiện nhiều tập đoàn, công ty lớn về công nghệ. Bao gồm cả lĩnh vực công nghệ khoa học máy tính và công nghệ bán dẫn. 

Tên gọi của thuật ngữ “thung lũng silicon” có thể về nguồn gốc xuất hiện năm 1971 bởi một nhà báo có tên Don Hoefler. 

Những bài báo của nhà báo Don Hoefler được đăng tải trên tờ Electronic News đã lấy tiêu đề Silicon Valley USA. Điều này như là cách để ám chỉ về sự tập trung của các tập đoàn lớn trong lĩnh vực công nghệ tại đó.

Nano silicon là gì?

Nano-silica hay còn được gọi là carbon đen trắng siêu mịn. Nano silicon là một vật phim kim loại vô cơ, không mùi, không độc hại và không gây ô nhiễm môi trường. 

Đây là một loại vật liệu vô cơ mới siêu mịn áp dụng công nghệ cao. Kích thước chỉ dao động từ 1 đến 100 nm, và cấu trúc của nó là một mạng 2 chiều, dễ kết tụ và có tính ổn định lưu trữ không tốt. 

Organic silicon là gì?

Organic silicon hay còn được gọi là silicon hữu cơ được hình thành từ những nguyên tử carbon và hidro của các mô sống. Cũng tương tự như nhiều sinh vật sống khác như thực vật, động vật cơ thể của chúng tạo ra nhiều silicon hữu cơ đóng vai trò quan trọng trong việc củng cố sự phát triển và tăng trưởng của chúng. Silica đang được sử dụng như một loại khoáng chất làm đẹp để giải quyết các tình trạng về da khác nhau. Cung cấp những dưỡng chất cần thiết cho tế bào chúng ta. 

Ngoài ra, silicon đóng vai trò vô cùng cần thiết để cải thiện kết cấu của da; cân bằng quá trình hình thành, trao đổi chất tế bào. Điều này nhanh chóng giúp cải thiện quá trình cấu trúc những mô liên kết trong cơ thể, làm chậm cho quá trình lão hóa. nó cũng được biết đến bởi khả năng hấp thụ độc tố rất tốt, từ đó giúp ngăn ngừa mụn cho da, thâm và các sắc tố. 

Ferro silicon là gì?

Ferro silicon được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực luyện thép, công nghệ đúc kim loại và nhiều ngành nghề sản xuất công nghiệp khác. Đây là một chất khử oxi cần thiết trong việc sản xuất phôi thép. 

Trong ngành luyện thép, ngành công nghiệp đúc kim loại và nhiều ngành sản xuất công nghiệp khác.Ferro silicon được sử dụng trong thép mỏ hàn để khử oxi khuếch tán và khử oxi kết tủa. 

Silicon là gì? Nhựa silicon là gì? Với những thông tin qua bài viết chắc hẳn bạn đọc đã hiểu rõ hơn về chất liệu silicon đang được ứng dụng rất phổ biến và rộng rãi ngày nay. Hy vọng, bài viết cung cấp thông tin tham khảo hữu ích cho bạn đọc về chủ đề này.