Кремнезем — що це таке, властивості та застосування - Blog

Вже близько 4000 років тому ремісники в Месопотамії використовували пісок, багатий на кремнезем, для виготовлення перших скляних виробів. Виготовлені таким чином посуд та прикраси спочатку були предметами розкоші. Сьогодні кремнезем застосовується не тільки у виробництві скла, а й у харчовій, косметичній та фармацевтичній промисловості. Він є складовою багатьох широко використовуваних продуктів, хоча його наявність часто залишається непомітною.

кремнезем

Що таке кремнезем і де він зустрічається
Які властивості має кремнезем
Для чого використовують кремнезем
Чи є кремнезем безпечним для здоров’я
FAQ — найпоширеніші запитання про кремнезем

Що таке кремнезем і де він зустрічається

Кремнезем — це природна хімічна сполука, відома також як діоксид кремнію (SiO₂). Він складається з двох елементів: кремнію та кисню. Це один із найпоширеніших мінеральних компонентів земної кори. Він міститься переважно в піску, гірських породах і мінералах, а також у деяких живих організмах.

Однією з найпоширеніших природних форм кремнезему є кварц, який міститься, зокрема, у граніті, пісковику та кварцовому піску. Діоксид кремнію також є основним компонентом аметисту та гірського кришталю. Він може зустрічатися у різних різновидах, що відрізняються внутрішньою будовою, зовнішнім виглядом та властивостями. Кремнезем також можна отримувати промисловими методами, що дозволяють контролювати розмір частинок, їхню структуру та поверхню. Таким чином створюються матеріали, призначені для конкретних технологічних застосувань.

Які властивості має кремнезем

Чистий кремнезем — це тверда речовина, яка, залежно від форми, може мати вигляд прозорого кристала, дрібного білого порошку або пористого грануляту. Він не має характерного запаху і дуже погано розчиняється у воді. Однією з характерних особливостей кремнезему є висока термостійкість. Чистий діоксид кремнію плавиться при температурі близько 1710 °C. Завдяки цьому він є важливою сировиною для виробництва скла та матеріалів, стійких до високих температур.

Кристалічна кремнезем, особливо кварц, також характеризується високою твердістю. За десятибальною шкалою Мооса кварц досягає значення 7, що означає, що він може подряпати скло та багато інших матеріалів. Деякі види кремнезему вирізняються розвиненою поверхнею та великою кількістю дрібних пор. Прикладом є кремнеземний гель, який може зв’язувати молекули водяної пари на своїй поверхні. Дрібнозерниста кремнезем також може покращувати сипучість порошкових сумішей, обмежуючи злипання їхніх компонентів.

Поширення та застосування кремнезему

Категорія	Походження / застосування
Природа	Пісок, кварц, граніт
Будівництво	Бетон, розчини, скло, кераміка
Харчова промисловість	Спеції, порошкові суміші (E551)
Косметика та фармацевтика	Пудри, тональні засоби, зубні пасти; таблетки, капсули, харчові добавки
Промисловість	Оптичні волокна, електроніка, поглиначі вологи

Для чого використовують кремнезем

капсули

Кремнезем є основною сировиною для виробництва скла, кераміки, будівельних матеріалів та оптичних волокон. Кварцовий пісок також використовується для виготовлення бетону, розчинів та абразивних матеріалів.

У харчовій промисловості синтетична аморфна кремнеземна добавка E551 запобігає злежуванню сипучих продуктів та полегшує їх пересипання. Її застосовують, зокрема, у деяких спеціях, харчових сумішах та порошкових препаратах. У косметиці кремнезем поглинає надлишок шкірного жиру, покращує консистенцію та забезпечує матове покриття. Він застосовується у пудрах, тональних кремах та кремах, а деякі його різновиди є абразивними компонентами зубних паст.

У фармацевтичній промисловості її використовують як допоміжну речовину у виробництві таблеток, капсул та дієтичних добавок. Вона покращує сипучість порошкових сумішей, полегшуючи їх дозування. Кремнеземний гель, у свою чергу, слугує для поглинання вологи. Саше з його вмістом розміщують, зокрема, в упаковках взуття, електроніки та шкіряних виробів.

Чи є кремнезем безпечним для здоров’я

Безпечність кремнезему залежить від його форми, кількості та способу впливу. У 2024 році Європейське агентство з безпеки харчових продуктів (EFSA) визнало, що використання добавки E551 у оцінюваних продуктах та кількостях не викликає занепокоєння щодо безпеки споживачів. Однак було вказано на необхідність подальших досліджень найдрібніших частинок кремнезему. Найбільшу небезпеку становить тривале вдихання пилу кристалічної кремнезему, що підвищує ризик розвитку кремнієвої пневмоконіозу, хронічного обструктивного захворювання легень та раку легенів. Це стосується насамперед професійного впливу, наприклад, під час обробки будівельних матеріалів.

"Кремнезем є одним із найпоширеніших мінеральних сполук на Землі, а водночас — складовою багатьох продуктів повсякденного вжитку. Його можна знайти у склі, косметиці, ліках та харчових продуктах. Однак його безпечність залежить від форми та способу контакту з організмом. Одне діло — харчова добавка E551, а інше — пил кристалічної кремнезему, що вдихається під час роботи." Лукаш Домерацький — дієтолог

FAQ — найпоширеніші запитання про кремнезем

Що таке кремнезем?

Кремнезем, або діоксид кремнію (SiO₂), — це хімічна сполука, що складається з кремнію та кисню. У природі він міститься, зокрема, у піску, кварці та гірських породах. Може мати вигляд кристалів, дрібного порошку або пористого грануляту.

Для чого використовується кремнезем?

Кремнезем використовується для виробництва скла, кераміки, бетону та оптичних волокон. Він також є складовою косметичних засобів, зубних паст, таблеток та деяких харчових продуктів. У вигляді кремнеземного гелю він поглинає вологу з навколишнього середовища.

Що означає позначення E551 на етикетці продукту?

E551 — це діоксид кремнію, який використовується як харчова добавка. Його основне завдання — запобігання злежуванню сипучих продуктів, наприклад, деяких спецій та порошкових сумішей.

Чи шкідлива кремнезем у їжі?

Згідно з оцінкою EFSA від 2024 року, використання E551 за оцінених умов не викликає занепокоєння щодо безпеки споживачів. Однак агентство вказало на необхідність подальших досліджень, особливо щодо найдрібніших частинок кремнезему.

Чому до косметичних засобів додають кремнезем?

Кремнезем може поглинати надлишок шкірного жиру, зменшувати блиск шкіри та покращувати консистенцію косметичних засобів. Тому його використовують, зокрема, у пудрах та тональних кремах. Деякі його різновиди також виконують функцію абразивних компонентів у зубних пастах.

Чи є кремнезем і кремній одним і тим самим?

Ні. Кремній — це хімічний елемент, а кремнезем — його сполука з киснем. Ці назви іноді плутають, але вони не позначають одну й ту саму речовину. Також не слід ототожнювати наявність кремнезему в харчовій добавці з підтвердженою користю для здоров’я.

Чи є кремнеземний пил небезпечним?

Так, особливо при тривалому вдиханні дрібного пилу кристалічного кремнезему. Таке вплив може призвести до кремнієвої пилової хвороби та підвищити ризик серйозних захворювань легенів, зокрема раку легенів. Загроза стосується насамперед певних будівельних та промислових робіт.

Що міститься в пакетиках з написом "silica gel"?

Це кремнеземний гель, який поглинає вологу та захищає продукти від її впливу. Пакетики розміщують, зокрема, у коробках з взуттям та електронікою. Вони не призначені для вживання і їх слід зберігати поза досяжністю маленьких дітей.

Чи покращує кремнезем у харчових добавках стан шкіри, волосся та нігтів?

Сама наявність кремнезему в харчовій добавці не означає, що продукт ефективно покращує стан шкіри, волосся чи нігтів. Наведені джерела описують насамперед його властивості, технологічне застосування та безпеку, а не підтверджену ефективність таких добавок.

Джерело:

Mebert, A. M., Baglole, C. J., Desimone, M. F., & Maysinger, D. (2017). Nanoengineered silica: Properties, applications and toxicity. Food and chemical toxicology : an international journal published for the British Industrial Biological Research Association, 109(Pt 1), 753–770. https://doi.org/10.1016/j.fct.2017.05.054
EFSA Panel on Food Additives and Flavourings (FAF), Younes, M., Aquilina, G., Castle, L., Degen, G., Engel, K. H., Fowler, P., Frutos Fernandez, M. J., Fürst, P., Gürtler, R., Husøy, T., Manco, M., Mennes, W., Moldeus, P., Passamonti, S., Shah, R., Waalkens-Berendsen, I., Wright, M., Andreoli, C., Bastos, M., … Gundert-Remy, U. (2024). Re-evaluation of silicon dioxide (E 551) as a food additive in foods for infants below 16 weeks of age and follow-up of its re-evaluation as a food additive for uses in foods for all population groups. EFSA journal. European Food Safety Authority, 22(10), e8880. https://doi.org/10.2903/j.efsa.2024.8880
Morais, R. P., Hochheim, S., de Oliveira, C. C., Riegel-Vidotti, I. C., & Marino, C. E. B. (2022). Skin interaction, permeation, and toxicity of silica nanoparticles: Challenges and recent therapeutic and cosmetic advances. International journal of pharmaceutics, 614, 121439. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2021.121439