從常見的半導體器件到航空航天領(lǐng)域，從太陽能電池到建筑領(lǐng)域，從人工關(guān)節(jié)到醫(yī)療領(lǐng)域，硅已經(jīng)滲透到我們生活中的方方面面，這篇文章我們就來看看硅是如何大行其道的。

一、建筑領(lǐng)域

       在中國，每年建材生產(chǎn)使用了67,600噸有機硅，占亞洲有機硅在這一細分領(lǐng)域銷售量的41%。自2010年起，建筑行業(yè)為中國提供了約9%的就業(yè)崗位。
       有機硅產(chǎn)品應(yīng)用于建筑密封膠、粘合劑與保護性涂層中。這些有機硅產(chǎn)品有助于保護、增強、保存建筑，并為建筑提供了美觀、創(chuàng)新的特點。有機硅之所以廣泛用于建筑行業(yè)是因為：有機硅能與混凝土、玻璃、花崗巖、大理石、鋁、鋼鐵與塑料等眾多材料粘合；有機硅具有耐久性，可以抵抗惡劣天氣、潮濕或陽光帶來的腐蝕；有機硅可以提升建筑能效，有機硅用作密封膠時可以耐潮，并抵御接縫與縫隙處傳來的冷熱空氣，有機硅還有助于隔熱；有機硅提供了靈活性，減少中低強度地震對建筑的損壞。多虧了上述獨特性能，有機硅不僅對居民樓與辦公樓至關(guān)重要，也是橋梁、鉆井平臺、工業(yè)工廠與管道中不可或缺的材料。
       由于SiO?氣凝膠的納米孔超級絕熱性能，在建筑節(jié)能領(lǐng)域有著廣泛和極具潛力的應(yīng)用價值。SiO?氣凝膠是一種由納米SiO?骨架組成的半透明材料，它的孔隙率高達99%，密度為0.05～0.2g/cm3，凝膠尺寸小于50nm，孔直徑小于分子的平均自由程，熱導率常溫下為0.03～0.05W/m·K。
      建筑用SiO?氣凝膠應(yīng)用有氣凝膠節(jié)能窗、氣凝膠涂料、氣凝膠新型板材和屋面太陽能集熱器。
1.氣凝膠節(jié)能窗
      硅氣凝膠材料有很小的孔結(jié)構(gòu)，比可見光的波長小很多。在氣凝膠中，約占體積95%～99% 的空氣存于比空氣平均自由路徑小的細孔中。由于氣凝膠具有足夠的抗壓強度，能平衡外界氣壓，抽真空的氣凝膠窗就可以作為透明的分隔條使用。
2.氣凝膠新型板材
 采用氣凝膠生產(chǎn)新型絕熱板材是現(xiàn)在國內(nèi)外研究的重點之一。它是一種防潮、防霉、防菌、抗紫外線的完全可循環(huán)材料，它不易燃燒且在其生產(chǎn)過程中對臭氧層無任何的破壞作用。

3.屋面太陽能集熱器
      隨著納米孔超級絕熱材料生產(chǎn)技術(shù)的不斷成熟和生產(chǎn)成本的不斷降低，該材料首先應(yīng)用在家庭及單位的太陽能熱水器。將納米孔超級絕熱材料應(yīng)用于熱水器的儲水箱、管道和集熱器，將比現(xiàn)有太陽能熱水器的集熱效率提高一倍以上，而熱損失下降到現(xiàn)有水平的30% 以下。
有機硅用于建筑材料，提升可持續(xù)性與能效：在相同應(yīng)用中，有機硅密封劑比有機材料密封劑的壽命最多長3倍；在裸露的建筑表層使用有機硅樹脂乳膠漆可最多減少40%的熱損耗與傳統(tǒng)建筑材料相比，有機硅添加劑或涂層可最多減少80%的建筑吸水，這有助于減少材料降解，延長處理后的材料壽命。

二、醫(yī)療領(lǐng)域

      自1960年以來，由于硅橡膠的優(yōu)良性能，特別是優(yōu)良的生物相容性與生物惰性，使其在醫(yī)療器械領(lǐng)域中得到了越來越多的應(yīng)用。
      在已有的醫(yī)用硅橡膠應(yīng)用中，短期接觸型的醫(yī)療器械包括人體導液管、輸液管、喉管、有機硅粘結(jié)劑和潤滑劑等;長期植入型醫(yī)療產(chǎn)品包括人工乳房、人工關(guān)節(jié)、面部植入體等等。
      醫(yī)療領(lǐng)域中有機硅材料的分類和特點：
1.硅油
      線性聚硅氧烷在一定的分子量范圍內(nèi)為流動的液態(tài)，其粘度隨聚硅氧烷的分子量的增大而增加，同時側(cè)基上官能團的位阻效應(yīng)或極化效應(yīng)也對其有很大影響，使硅油的粘度增加。工業(yè)上直接使用的硅油，不含有反應(yīng)性基團，側(cè)基多為甲基、苯基、氨基、氟丙基等，多作為潤滑劑、消泡劑，在各個領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。
2.硅凝膠
      線性聚硅氧烷的側(cè)基上含有可反應(yīng)性的基團，在催化劑和一定條件下，可與交聯(lián)劑進行反應(yīng)，交聯(lián)后形成柔軟透明的有機硅凝膠。線性聚硅氧烷上的活性基團包括Si-OH, Si-O-Me, Si-O-Et, Si-Vi等，交聯(lián)劑為含兩個或兩個以上官能團的硅烷或硅氧烷，催化劑為Sn, Pt、胺等。
3.有機硅壓敏膠
      有機硅壓敏膠是由高分子量甲基乙烯基聚硅氧烷和硅樹脂組成，并加人一定量溶劑進行稀釋。在使用有機硅壓敏膠時，一般加入過氧化物或Pt催化劑、交聯(lián)劑硫化后使用，但在有些場合也在不硫化時使用。
4.有機硅彈性體
      有機硅彈性體是有機硅材料在醫(yī)療領(lǐng)域中最廣泛的應(yīng)用，大致可分為高溫混煉膠(HCE)、液體硅橡膠(LSR)和室溫硫化硅橡膠(RTV)。其中，高溫混煉膠是由高分子量的甲基乙烯基聚硅氧烷、補強填料和加工助劑混煉而成。在未硫化前呈橡皮泥狀，加人硫化劑后，在加熱條件下進行交聯(lián)反應(yīng)，形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的彈性體。

三、電子器件領(lǐng)域

1.單晶硅
     單晶硅是一種比較活潑的非金屬元素，是晶體材料的重要組成部分，處于新材料發(fā)展的前沿。
 單晶硅主要用于制作半導體元件，是制造半導體硅器件的原料，用于制大功率整流器、大功率晶體管、二極管、開關(guān)器件等。其后續(xù)產(chǎn)品集成電路和半導體分離器件已廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，在軍事電子設(shè)備中也占有重要地位。
2.多晶硅
      多晶硅，是單質(zhì)硅的一種形態(tài)。熔融的單質(zhì)硅在過冷條件下凝固時，硅原子以金剛石晶格形態(tài)排列成許多晶核，如這些晶核長成晶面取向不同的晶粒，則這些晶粒結(jié)合起來，就結(jié)晶成多晶硅。
3.硅晶片(包括切片、磨片、拋光片)
      硅屬于半導體材料，其自身的導電性并不是很好。然而，可以通過添加適當?shù)膿诫s劑來精確控制它的電阻率。制造半導體前，必須將硅轉(zhuǎn)換為晶圓片(wafer)。這要從硅錠的生長開始。單晶硅是原子以三維空間模式周期形成的固體，這種模式貫穿整個材料。多晶硅是很多具有不同晶向的小單晶體單獨形成的，不能用來做半導體電路。多晶硅必須融化成單晶體，才能加工成半導體應(yīng)用中使用的晶圓片。加工硅晶片生成一個硅錠要花一周到一個月的時間，這取決于很多因素，包括大小、質(zhì)量和終端用戶要求。超過75%的單晶硅晶圓片都是通過Czochralski(CZ，也叫提拉法)方法生長的。
4.外延片
      外延是半導體工藝當中的一種。在bipolar工藝中，硅片最底層是P型襯底硅（有的加點埋層）；然后在襯底上生長一層單晶硅，這層單晶硅稱為外延層；再后來在外延層上注入基區(qū)、發(fā)射區(qū)等等。最后基本形成縱向NPN管結(jié)構(gòu)：外延層在其中是集電區(qū)，外延上面有基區(qū)和發(fā)射區(qū)。外延片就是在襯底上做好外延層的硅片。
半導體制造商主要用拋光Si片（PW）和外延Si片作為IC的原材料。外延產(chǎn)品應(yīng)用于4個方面，CMOS互補金屬氧化物半導體支持了要求小器件尺寸的前沿工藝。CMOS產(chǎn)品是外延片的最大應(yīng)用領(lǐng)域，并被IC制造商用于不可恢復器件工藝，包括微處理器和邏輯芯片以及存儲器應(yīng)用方面的閃速存儲器和DRAM（動態(tài)隨機存取存儲器）。分立半導體用于制造要求具有精密Si特性的元件?！捌娈悺保╡xotic）半導體類包含一些特種產(chǎn)品,它們要用非Si材料，其中許多要用化合物半導體材料并入外延層中。掩埋層半導體利用雙極晶體管元件內(nèi)重摻雜區(qū)進行物理隔離，這也是在外延加工中沉積的。
       非晶硅的化學性質(zhì)比晶體硅活潑。結(jié)構(gòu)特征為短程有序而長程無序的α-硅。純α-硅因缺陷密度高而無法使用。采用輝光放電氣相沉積法就得含氫的非晶硅薄膜，氫在其中補償懸掛鏈，并進行摻雜和制作pn結(jié)。主要用于提煉純硅，制造太陽電池、薄膜晶體管、復印鼓、光電傳感器等。、

四，消費品領(lǐng)域

       中國的個人護理與消費品行業(yè)每年采購約50,000噸的有機硅。在中國，僅個人護理產(chǎn)品行業(yè)就支撐了約250萬就業(yè)崗位。
在這一領(lǐng)域，有機硅聚合物與環(huán)氧烷主要用于溶劑與產(chǎn)品載體。在個護領(lǐng)域，有機硅用于：
除臭劑，護發(fā)、護膚、防曬產(chǎn)品、化妝品；在加工方面，有機硅提供了多種優(yōu)勢，例如透明、無色無味、在皮膚表面快速蒸發(fā)、低皮膚致敏性等，除此之外，有機硅還為產(chǎn)品提供了一種光亮順滑的感覺。
消費品領(lǐng)域，有機硅用于生產(chǎn)：家用拋光劑、洗滌劑、蠟、廚房用品、嬰幼兒產(chǎn)品。
有機硅柔韌，耐熱，耐細菌，因此格外適合用于廚房用具。有機硅廚房用具的種類無比豐富，從烘焙模具、防熱手套到可壓縮食品容器與鴨嘴杯等。
在消費品行業(yè)，有機硅可以顯著降低能耗：有機硅在洗滌劑與織物柔順劑中用作消泡劑，可減少洗衣機的用水量與能耗。

五、能源工業(yè)領(lǐng)域

      納米硅材料具有比表面積大、表面能高、表面原子所占比例大等特點，經(jīng)表面修飾后，在油田降壓增注、三次采油以及水處理中已開始逐步應(yīng)用，顯示出巨大的潛力。
      納米硅材料是 21 世紀科研領(lǐng)域的熱點，其組成主要以二氧化硅為主，具有極強的憎水親油能力以及無毒、無味、無污染等特性，離散顆粒尺寸一般為10 ～ 500 nm。納米硅材料具有顆粒尺寸小、比表面大、表面能高、表面原子所占比例大等特點，以及小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)及宏觀量子隧道效應(yīng)等多種納米效應(yīng)，可廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的商業(yè)價值。
有機硅有助于節(jié)約成本，因為有機硅具有以下特性：透明、穩(wěn)定性、低反應(yīng)性、耐溫度與耐候性、中性固化（避免腐蝕性副產(chǎn)物）、粘著性、靈活性。在風力渦輪機制造中，有機硅也用作粘合劑與潤滑劑。有機硅可提高轉(zhuǎn)子葉片的耐用性和耐候性通過提高耐用性和強度，同時減輕重量，有機硅有助于生產(chǎn)出能源潛力更高、尺寸更大的風力渦輪機；有機硅潤滑劑有助于降低渦輪機維護成本，同時最大限度地提高能效；在油氣領(lǐng)域，有機硅是使用最廣的消泡劑，因為有機硅：提高了油氣開采率，同時減少用水量并提高效率；在油井、鉆井平臺、煉油廠和油類運輸?shù)倪^程中維持吞吐量和產(chǎn)量通過防止漏油和下游設(shè)備損壞來節(jié)省成本；不僅如此，有機硅在輸配電的地下電纜以及變壓器中用作絕緣體。有機硅可將地下電纜的使用壽命延長最多20年，避免了更換或修復電纜，降低成本，變壓器中使用有機硅可提高電力傳輸?shù)哪途眯?，并有助于防止停?br />
六、航空航天領(lǐng)域

     SiO?氣凝膠改性后還可以用作氣體過濾器、化學催化劑載體、無害高效殺蟲劑等。例如,吡啶是焦化廢水中典型的難降解有機物,用TiO2/SiO2氣凝膠作為催化劑,在紫外光照射下可有效地降解吡啶。