이산화규소

이산화규소 (Silica, Silicon dioxide)는 화학식 SiO₂를 갖는 규소와 산소의 화합물이다. 자연에서 다양한 형태로 존재하며, 석영, 수정, 규사 등의 광물의 주성분이다. 무정형의 이산화규소는 규조토, 침강성 실리카, 흄드 실리카 등으로 존재한다.

특성

이산화규소는 일반적으로 무색 또는 흰색의 고체이며, 물에 거의 녹지 않는다. 매우 안정적이며, 높은 온도에서도 잘 분해되지 않는다. 다양한 결정형과 비정질 형태로 존재하며, 각각 다른 물리적, 화학적 특성을 보인다. 석영은 육방정계의 결정 구조를 가지며, 매우 단단하고 내마모성이 뛰어나다. 비정질 이산화규소는 규칙적인 배열이 없으며, 다공성 구조를 갖는 경우가 많다.

생성

이산화규소는 규소 화합물의 산화 반응을 통해 생성될 수 있다. 예를 들어, 사염화규소를 고온에서 산소와 반응시키면 흄드 실리카가 생성된다. 자연적으로는 화산 활동이나 암석의 풍화 작용을 통해 생성되기도 한다. 또한, 규조류와 같은 생물체의 세포벽을 구성하는 성분이기도 하다.

용도

이산화규소는 다양한 산업 분야에서 널리 사용된다.

• 건축 및 건설: 시멘트, 콘크리트, 유리 등의 제조에 사용되며, 건축 자재의 강도와 내구성을 향상시킨다.
• 전자 산업: 반도체 제조 공정에서 절연막이나 보호막으로 사용된다.
• 식품 산업: 식품 첨가물로 사용되어 식품의 점도를 조절하거나 흡습을 방지한다.
• 화장품 산업: 연마제, 증점제, 흡수제 등으로 사용되며, 화장품의 질감과 안정성을 향상시킨다.
• 제약 산업: 약물의 안정성을 높이거나 전달 시스템으로 사용된다.
• 기타: 타이어의 보강재, 치약의 연마제, 페인트의 첨가제 등 다양한 용도로 사용된다.

안전성

결정형 이산화규소 분진을 장기간 흡입할 경우 규폐증과 같은 호흡기 질환을 유발할 수 있다. 따라서, 작업 환경에서는 적절한 보호 장비를 착용하고 환기를 충분히 해야 한다. 비정질 이산화규소는 일반적으로 독성이 낮지만, 흡입 시 호흡기 자극을 유발할 수 있으므로 주의해야 한다.