帶你認(rèn)識(shí)硅家族之二氧化硅（一）自然界的多功能玩家：二氧化硅的應(yīng)用解析

硅（Si）是地殼中含量第二豐富的元素，僅次于氧，約占地殼總質(zhì)量的27.7%。它最早由瑞典化學(xué)家貝采利烏斯在19世紀(jì)初分離出來(lái)，并因其廣泛的工業(yè)應(yīng)用而成為現(xiàn)代科技和工業(yè)不可或缺的材料。硅在自然界中幾乎總是以化合物的形式出現(xiàn)，最常見(jiàn)的形式是二氧化硅（SiO?）和硅酸鹽礦物。

二氧化硅（SiO?）可以根據(jù)其化學(xué)結(jié)合狀態(tài)分為非游離二氧化硅和游離二氧化硅。其中的非游離二氧化硅是二氧化硅與其他元素或化合物相互結(jié)合而形成復(fù)雜的礦物或化合物。常見(jiàn)的如具有良好耐磨性和化學(xué)穩(wěn)定性的長(zhǎng)石，可用于陶瓷工業(yè)、玻璃制造。再比如具有良好光學(xué)反射性的云母，可用做涂料、化妝品的珠光顏料。而游離二氧化硅可以根據(jù)其晶體結(jié)構(gòu)和微觀形態(tài)分為結(jié)晶型游離二氧化硅、隱晶型游離二氧化硅和無(wú)定型游離二氧化硅。無(wú)定型游離二氧化硅是沒(méi)有固定晶體結(jié)構(gòu)的二氧化硅，分子排列隨機(jī)，硬度較低、表面積較大，通常具有良好的吸附性，常用于硅膠、牙膏的制造。隱晶型游離二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)非常細(xì)小，密度較高，毒性較低，常被廣泛用于珠寶、雕刻領(lǐng)域，常見(jiàn)的有玉髓、蛋白石等。結(jié)晶型游離二氧化硅與隱晶型游離二氧化硅結(jié)構(gòu)相似，但物理性質(zhì)不同。最常見(jiàn)的結(jié)晶型游離二氧化硅是石英，由于其硬度較高且在常溫下非常穩(wěn)定，因此在很多領(lǐng)域可以見(jiàn)到它的身影，如通信網(wǎng)絡(luò)的光纖，建筑材料中的花崗巖等。

當(dāng)然結(jié)晶型游離二氧化硅也是三種晶型中毒性最高的，是已知的致癌物質(zhì)，職業(yè)活動(dòng)中長(zhǎng)期吸入其粉塵可導(dǎo)致職業(yè)性塵肺病，如職業(yè)性矽肺，因此許多國(guó)家和地區(qū)對(duì)工作場(chǎng)所空氣中結(jié)晶型游離二氧化硅的濃度有嚴(yán)格限制。二氧化硅，作為地球上最常見(jiàn)的化合物之一，以其多樣的形態(tài)和卓越的性能，在我們的日常生活中扮演著不可或缺的角色。從建筑中的水泥、玻璃，到家居用品中的瓷器、牙膏；從電子設(shè)備中的石英晶體振蕩器，到醫(yī)療領(lǐng)域的藥片輔料和醫(yī)療器械，二氧化硅無(wú)處不在，默默地為現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展和人們的生活質(zhì)量提供著堅(jiān)實(shí)的支持。

然而，盡管二氧化硅在眾多行業(yè)中有著不可替代的重要性，我們也不能忽視它可能帶來(lái)的健康風(fēng)險(xiǎn)。特別是結(jié)晶型游離二氧化硅，在職業(yè)環(huán)境中，如礦山、石料加工、建筑施工等場(chǎng)所，當(dāng)它以細(xì)小粉塵的形式存在時(shí)，工人如果不采取有效的防護(hù)措施，長(zhǎng)期吸入這些微粒就有可能會(huì)對(duì)肺部造成嚴(yán)重?fù)p害，就會(huì)患硅肺?。ㄒ蚬枧f稱為矽，硅肺舊稱為矽肺）。這種類型的二氧化硅，特別是α-石英，已被國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)列為人類致癌物，與矽肺病、慢性阻塞性肺疾病以及其他呼吸系統(tǒng)疾病的發(fā)生密切相關(guān)。因此，了解二氧化硅廣泛應(yīng)用的同時(shí)，我們也需要了解它所帶來(lái)的健康風(fēng)險(xiǎn)。這樣一來(lái)，對(duì)于從事相關(guān)行業(yè)的人員來(lái)說(shuō)，才可以采取更加科學(xué)、有效的預(yù)防措施來(lái)平衡利用這一重要材料，實(shí)現(xiàn)利益與健康并重的雙重目標(biāo)。