Siliziumdioxidbasiertes

Siliziumdioxidbasiertes Material bezeichnet Substanzen, deren wesentlicher Bestandteil Siliziumdioxid (SiO2) ist. Dazu zählen amorphe Formen wie Siliziumdioxidglas, kristalline Formen wie Quarz, sowie poröse Strukturen wie Silikagel, Silica-Aerogel und mesoporöse Silikas (z. B. MCM-41, SBA-15). Siliziumdioxidbasierte Systeme finden sich in Glas, Keramik, Katalysatorträgern und als Adsorptionsmedien.

Typische Eigenschaften sind hohe chemische Beständigkeit, geringe Reaktivität gegenüber vielen Lösungsmitteln, hohe Temperaturbeständigkeit, elektrische Isolation und, je nach Form, Transparenz im sichtbaren Spektrum. Poröse Silikas besitzen große Oberflächen und hohe Porositäten, wodurch sie als Adsorptions- und Katalysatorträger dienen. Biokompatibilität macht sie in der Medizintechnik relevant.

Herstellung erfolgt durch Schmelze aus Quarz, durch Sol-Gel-Prozesse oder durch Dampfabscheidung. Glasprodukte beruhen auf geschmolzenem SiO2, während aerogele, Silikagel und mesoporöse Silikas durch Gelbildung und Trocknung hergestellt werden. Feste Siliziumdioxidverbindungen können in Form von Pulver, Körnern oder feinen Fasern vorliegen und in Verbundmaterialien eingesetzt werden.

Anwendungen reichen von Baustoffglas, Glasfasern und optischen Fasern über keramische Bauteile bis zu Adsorptions- und Trennmedien in der Chemie, Petrochemie und Umwelttechnik. In der Pharmazie werden poröse Silikasysteme als Träger für Arzneistoffe verwendet. Als Füllstoffe erhöhen sie die Festigkeit oder Härtung von Polymeren in Verbundwerkstoffen.

Gesundheitliche Aspekte betreffen vor allem feine Silikastaubpartikel, die Atemwegserkrankungen verursachen können. Schutzmaßnahmen sind Staubkontrolle und geeignete Schutzkleidung. Siliziumdioxid ist in der Umwelt weit verbreitet und recyclebar, erfordert jedoch nachhaltige Abbaulösungen.