Aerosil

Další názvy: Colloidal Silica

Skóre škodlivosti: 2 (Deriváty přírodních látek)

Co je to Aerosil: jemný oxid křemičitý s mnoha využitími

Aerosil je obchodní název pro velmi jemně dispergovaný amorfní oxid křemičitý (SiO₂), často označovaný také jako pyrogenní oxid křemičitý nebo syntetický koloidní oxid křemičitý. Tato látka je známá svými pozoruhodnými reologickými vlastnostmi a schopností zahušťovat či stabilizovat různé typy směsí, a proto se s ní setkáváme v celé řadě průmyslových i spotřebitelských aplikací. V angličtině se nejčastěji označuje jako "fumed silica” nebo "pyrogenic silica”, přičemž její CAS číslo je 112945-52-5.

Chemické vlastnosti

Chemicky je Aerosil tvořen oxidy křemíku, konkrétně amorfní formou SiO₂. Systematický název této látky je oxid křemičitý, amorfní. Aerosil má typicky formu velmi lehkého, bílého prášku bez zápachu. Díky extrémně vysoké specifické povrchové ploše (až stovky m²/g) má výrazné adsorpční vlastnosti, což ho činí vhodným jako nosič aktivních látek, ať už ve farmacii nebo kosmetice.

Fyzikálně je prakticky nerozpustný ve vodě i většině organických rozpouštědel. Teplota tání čistého SiO₂ je přes 1 700 °C, avšak v této amorfní formě není bod tání přesně definován. Aerosil je tepelně stabilní a chemicky inertní, což snižuje riziko nežádoucích reakcí v konečných produktech, kde je použit.

Využití a aplikace

Aerosil se uplatňuje ve širokém spektru průmyslových i konzumních odvětví díky své schopnosti ovlivňovat reologii a stabilitu různých systémů.

V kosmetickém průmyslu slouží jako antisedimentační činidlo nebo regulátor viskozity, například v pleťových krémech, rtěnkách nebo opalovacích přípravcích. V potravinářství je registrován jako přídatná látka E551 a působí jako protispékavé činidlo, které zabraňuje shlukování práškových směsí – například v instantních polévkách nebo kořenících směsích.

Významné uplatnění nalezl také v oblasti farmacie, kde funguje jako nosič účinných látek, zahušťovadlo nebo tabletační pomocná látka. Průmyslové využití zahrnuje formulace silikonových tmelů, barvy, inkousty, lepidla a maziva. Jeho vysoká schopnost zabránit usazování pevných částic zaručuje stabilitu produktů během skladování i manipulace.

Podle článku na blogu Ferwer.cz se oxid křemičitý běžně přidává také do ekologických kosmetických výrobků, a to právě kvůli jeho stabilizačním a protisrážlivým funkcím.

Přirozený výskyt a výroba

Ačkoliv se oxid křemičitý přirozeně vyskytuje například v podobě křemene, Aerosil jako pyrogenní oxid křemičitý je výlučně syntetický produkt. Vyrábí se procesem zvaným pyrolýza, kdy se tetrachlorid křemičitý (SiCl₄) spaluje v přítomnosti vodíku a kyslíku za vysokých teplot. Výsledkem je jemný aerosol koloidních částic oxidu křemičitého – odtud i název Aerosil.

Při výrobě vznikají primární částice o velikosti cca 5–50 nanometrů, které se následně shlukují do větších porézních agregátů. Díky této vysoké specifické ploše může látka vázat velké množství kapaliny, což vysvětluje její použití jako zahušťovadla či suspenzního činidla.

Bezpečnost a ekologie

Amorfní oxid křemičitý, jako je Aerosil, je obecně považován za relativně bezpečnou látku, především při použití v nízkých koncentracích a v uzavřených systémech. Na rozdíl od krystalických forem SiO₂, které mohou být při vdechování karcinogenní, není u amorfního aerosolu potvrzen jednoznačný škodlivý účinek, pokud se s ním zachází správně.

Nicméně vzhledem ke své extrémní lehkosti a jemnosti může dráždít dýchací cesty, oči nebo kůži při nevhodné manipulaci (např. vdechování prášku při výrobě). Proto se doporučuje zajištění adekvátní ventilace a používání ochranných pomůcek při práci s touto látkou.

Z ekologického hlediska je Aerosil inertní a nerozpustný ve vodě, což znamená, že se v přírodě nijak výrazně nerozkládá. Přesto ho není vhodné bez kontroly vypouštět do životního prostředí ani v malém množství. Podle Evropské agentury pro chemické látky (ECHA) nepředstavuje tato látka akutní ekologické riziko, ale doporučuje se správná likvidace jako u jiných chemikálií.

Zajímavosti a souvislosti

Z technologického hlediska je Aerosil fascinující především svou schopností zásadně ovlivnit reologii kapalin – tedy chování směsí při proudění. I malé množství (méně než 1 %) může výrazně zvýšit viskozitu systému. Tato vlastnost se využívá například u autolaku, který se nesmí „slévat" nebo stékat, ale přitom musí být dostatečně tekutý při aplikaci.

V nanotechnologiích se pyrogenní oxid křemičitý využívá ke zlepšení distribuce částic v matricích, například v superkapacitorových elektrodách nebo kompozitních materiálech.

Aerosil vyvinula v roce 1942 německá firma Degussa (dnes součást skupiny Evonik), která jej původně produkovala jako plnivo pro kaučuk. Postupem času se jeho uplatnění rozšířilo do mnoha odvětví. Dnes najdeme specializované typy Aerosilu, přizpůsobené konkrétním aplikacím – hydrofobní, povrchově upravené nebo s různou specifickou plochou.

Shrnutí

Aerosil, známý také jako pyrogenní oxid křemičitý nebo fumed silica, je univerzální a vysoce funkční látka s širokým využitím od kosmetiky přes farmaceutiku až po high-tech průmysl. Jeho unikátní fyzikálně-chemické vlastnosti, jako je vysoký povrch, stabilita a reologická aktivita, činí z této látky nepostradatelný nástroj mnoha výrobců. I když je amorfní oxid křemičitý považován za bezpečný, s ohledem na práškovou formu vyžaduje správné zacházení. Díky své chemické inertnosti přináší výhody bez výrazného ekologického dopadu.