Silicone là gì? Ứng dụng đột phá trong kiến trúc, nội thất và không gian sống hiện đại

Trong ấn tượng của nhiều người thường có một sự nhầm lẫn phổ biến giữa hai khái niệm: silicon và silicone. Mặc dù chỉ khác nhau một chữ cái, nhưng chúng đại diện cho hai chất hoàn toàn khác biệt về bản chất, tính chất và ứng dụng. Việc hiểu rõ sự khác biệt này là chìa khóa để khai thác tối đa tiềm năng của một trong những vật liệu đột phá nhất thế kỷ 21: silicone.

Silicone có tính ứng dụng cao trong rất nhiều các lĩnh vực của đời sống

Bản chất cốt lõi: Silicon và Silicone không phải là một

Silicon (ký hiệu hóa học Si) là một nguyên tố tự nhiên, một á kim (metalloid) và là nguyên tố phổ biến thứ 14 trong bảng tuần hoàn hóa học. Si chiếm vị trí thứ hai về độ phổ biến trong lớp vỏ Trái đất, chỉ sau oxy. 

Silicon tinh khiết tồn tại dưới dạng chất rắn kết tinh, có màu xám hoặc xanh lam và hiếm khi được tìm thấy ở dạng này trong tự nhiên. Thay vào đó, chúng thường xuất hiện dưới dạng hợp chất như silicon dioxide thành phần chính của cát và thạch anh. Ứng dụng nổi bật nhất của silicon nguyên tố là trong công nghiệp điện tử, được sử dụng làm chất bán dẫn để sản xuất vi mạch và chip máy tính.

>>> Giải đáp thắc mắc Nên chọn keo dán gạch hay vữa xi măng truyền thống?

Sự khác biệt về cấu trúc hóa học giải thích tại sao hai vật liệu này lại có tính chất và ứng dụng hoàn toàn khác biệt

Ngược lại, Silicone (hay polysiloxane) là một polyme tổng hợp nhân tạo. Về mặt hóa học, silicone được tạo thành từ một chuỗi lặp lại các đơn vị siloxane, bao gồm các nguyên tử silicon và oxy liên kết xen kẽ, với các nhóm hữu cơ như carbon và hydro gắn vào các nguyên tử silicon. Cấu trúc này mang lại cho silicone một loạt các đặc tính hữu ích. Tùy thuộc vào thành phần và quá trình tổng hợp, silicone có thể tồn tại ở nhiều dạng vật lý khác nhau, bao gồm chất lỏng, gel, chất dẻo giống cao su hoặc chất rắn.  

Silicon là nguyên liệu cơ bản, là nền tảng để tổng hợp nên polyme Silicone

Đặc tính vượt trội của Silicone: Nền tảng cho ứng dụng đa dạng

Sự ưu việt của silicone bắt nguồn từ xương sống phân tử là chuỗi liên kết silicon-oxy (-Si-O-). Liên kết này rất bền vững, mang lại cho vật liệu khả năng hoạt động hiệu quả trong những điều kiện khắc nghiệt nhất.

• Độ bền nhiệt: Silicone duy trì các đặc tính cơ học và vật lý của chúng trong một phạm vi nhiệt độ cực kỳ rộng. Chúng có thể hoạt động hiệu quả từ nhiệt độ thấp đến -50°C và chịu được nhiệt độ cao tới 200°C. Một số loại silicone đặc biệt có thể chịu được nhiệt độ lên tới 316°C. 

Khả năng chịu nhiệt cao này khiến silicone trở thành lựa chọn hàng đầu cho các sản phẩm nhà bếp và các ứng dụng công nghiệp

• Tính linh hoạt và đàn hồi: Nhờ cấu trúc phân tử linh hoạt, silicone sở hữu tính đàn hồi và dẻo dai cao. Chúng có khả năng co giãn và đàn hồi tốt, cho phép vật liệu giãn nở và co lại theo sự thay đổi của nhiệt độ mà không bị nứt hoặc mất liên kết. 
• Khả năng chống nước và chống thấm: Silicone là vật liệu kỵ nước (hydrophobic) do các nhóm methyl không phân cực gắn trên chuỗi polyme. Cấu trúc này khiến bề mặt có năng lượng thấp, làm cho các phân tử nước bị vón cục và chảy ra ngoài thay vì lan rộng và thấm vào vật liệu. 
• Kháng UV và thời tiết cực đoan: Độ bền của liên kết Si-O cũng lý giải khả năng kháng tia cực tím (UV) và oxy hóa vượt trội của silicone. Năng lượng của tia UV đủ để phá vỡ các liên kết carbon-carbon (C-C) trong polyme hữu cơ, nhưng không đủ để phá hủy các liên kết Si-O. 
• Cách điện và dẫn điện: Silicone nguyên bản là chất cách điện tự nhiên do không có electron tự do để dẫn điện. Bằng cách thêm các chất độn dẫn điện như carbon hoặc bạc, silicone có thể được biến đổi để trở thành vật liệu dẫn điện, phục vụ cho các ứng dụng chuyên biệt như các bộ phận chống tĩnh điện trong các công trình xây dựng.

Sự kết hợp của tính an toàn và hiệu suất cao đã giúp silicone trở thành một vật liệu cầu nối giữa các ngành công nghiệp

Ứng dụng chuyên sâu của Silicone trong các ngành công nghiệp

Sự kết hợp của các đặc tính vượt trội đã giúp silicone thâm nhập và trở thành một vật liệu không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực công nghiệp, từ y tế, điện tử đến hàng tiêu dùng.

Ứng dụng trong y tế và điện tử

• Y tế: Với tính tương thích sinh học cao và độ trơ hóa học, silicone là lựa chọn hàng đầu cho các thiết bị y tế và cấy ghép. Chúng được sử dụng để sản xuất các thiết bị như ống thông, ống dẫn dịch, mặt nạ hô hấp và các bộ phận của dụng cụ phẫu thuật. Một ứng dụng nổi bật khác là trong phẫu thuật thẩm mỹ, nơi silicone gel được dùng để nâng ngực hoặc trong các sản phẩm điều trị sẹo như miếng dán và gel silicone, giúp hydrat hóa và điều hòa sản xuất collagen để làm mờ sẹo lồi và sẹo phì đại.  
• Điện tử: Silicone đóng vai trò bảo vệ quan trọng cho các linh kiện điện tử nhạy cảm. Chúng được dùng làm keo trám để bảo vệ mạch in, cảm biến và các bộ phận khác khỏi độ ẩm, bụi bẩn và các tác nhân môi trường khắc nghiệt. Khả năng cách điện tuyệt vời của silicone cũng được tận dụng để làm vỏ bọc và chất cách điện, bảo vệ thiết bị khỏi các cú sốc điện và va chạm.

Silicone được ứng dụng rộng rãi trong ngành y tế trên toàn thế giới

Ứng dụng trong hàng tiêu dùng và các lĩnh vực khác

• Hàng tiêu dùng: Nhờ tính an toàn, không độc hại và khả năng chịu nhiệt cao, silicone cấp thực phẩm (được FDA phê duyệt) rất phổ biến trong dụng cụ nhà bếp. Các sản phẩm như khuôn làm bánh, găng tay lò nướng, thảm nướng, bát, đĩa và các dụng cụ khác đều tận dụng khả năng chống dính và độ bền nhiệt của vật liệu này. 
• Các lĩnh vực khác: Silicone lỏng (dầu silicone) được dùng làm chất bôi trơn trong nhiều ngành công nghiệp. Trong ngành công nghiệp ô tô, silicone là thành phần quan trọng trong việc sản xuất các phụ tùng như cần gạt nước và túi khí. Chúng cũng được sử dụng trong ngành hàng không vũ trụ để hàn và cách điện.

Silicone là một giải pháp tổng thể, kết nối giữa các ngành công nghiệp đòi hỏi kỹ thuật cao với các sản phẩm tiêu dùng đại chúng

>>> Tìm hiểu Keo dán sắt là gì? Keo dán sắt có dẫn điện được không?

Vai trò trong kiến trúc và xây dựng

• Keo dán và keo trám (Sealants & Adhesives): Keo silicone là giải pháp không thể thiếu để bịt kín các khe hở và mối nối trong công trình xây dựng. Đặc tính dẻo dai, chống thấm và chịu nhiệt của chúng giúp ngăn chặn sự xâm nhập của nước, không khí và độ ẩm. Keo silicone cũng được sử dụng để liên kết các vật liệu khác nhau như gạch, đá, gỗ, kim loại và kính, nhờ độ bám dính tốt và tính linh hoạt.  
• Lớp phủ (Coatings): Lớp phủ silicone được dùng để bảo vệ mái nhà khỏi nước đọng và tác hại của tia UV. Với khả năng phản xạ tới 80-90% tia UV từ mặt trời, lớp phủ silicone giúp giảm chi phí làm mát và tăng hiệu quả năng lượng cho các tòa nhà. 

Silicone là một trong số ít vật liệu có thể đồng thời đáp ứng cả hai yêu cầu vừa sang trọng vừa dễ bảo trì

• Kính kết cấu (Structural Glazing - SSG): Đây là một trong những ứng dụng đột phá nhất của silicone trong kiến trúc hiện đại. SSG là công nghệ sử dụng keo silicone có độ bền cao để dán các tấm kính lớn vào cấu trúc tòa nhà mà không cần khung kim loại lộ ra ngoài. Nhờ đó cho phép tạo ra các mặt dựng kính ấn tượng, liền mạch và mang lại vẻ đẹp hiện đại, tối giản, đồng thời tăng độ trong suốt và lấy sáng cho kiến trúc. 

Silicone bổ sung tính linh hoạt cho các cấu trúc, cho phép vật liệu hấp thụ ứng suất và chuyển động do gió hoặc động đất mà không bị nứt vỡ. 

Vai trò trong thiết kế nội thất

• Da silicone (Silicone Leather): Đây là một loại vật liệu tổng hợp tiên tiến đang trở thành xu hướng trong thiết kế nội thất, đặc biệt cho ghế sofa và ghế văn phòng. Da silicone sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội: khả năng chống bám mực và dễ dàng vệ sinh, chống ẩm mốc, chống thấm nước và thậm chí là chống cháy, không sinh khí độc hại khi đốt cháy. Chúng mang lại cảm giác mềm mại, thoáng khí giúp sản phẩm nội thất duy trì vẻ đẹp như mới sau thời gian dài sử dụng.  
• Keo dán và phụ kiện: Keo silicone màu gỗ được dùng để trám và dán các mối nối trong đồ nội thất gỗ, đảm bảo tính thẩm mỹ và độ bền chắc. Keo silicone trong suốt được sử dụng để dán kính, nhựa trong các sản phẩm nội thất như cửa tủ kính, bàn để đảm bảo độ trong suốt và tính thẩm mỹ. Ngoài ra, silicone còn được dùng để sản xuất các phụ kiện tiện ích và trang trí cho nhà bếp và nhà tắm như tấm lót bồn rửa, khay đựng xà phòng và khay đựng đồ dùng, nhờ đặc tính chống thấm và dễ vệ sinh.

Các ứng dụng của silicone trong đang dịch chuyển từ vai trò phụ trợ sang vai trò vật liệu thiết kế

Câu hỏi thường gặp (FAQs) về Silicone

Phần hỏi đáp sau đây sẽ cung cấp thêm thông tin chi tiết về silicone để giúp bạn hiểu rõ hơn về loại vật liệu này:

Silicone có độc không? 

Silicone được coi là vật liệu rất an toàn cho sức khỏe con người, với độc tính thấp và tính trơ hóa học. Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) đã phê duyệt silicone cấp thực phẩm và y tế để sử dụng trong các sản phẩm tiếp xúc hàng ngày với thực phẩm và thậm chí cả cấy ghép lâu dài trong cơ thể. Trong ngành y tế, silicone được sử dụng để sản xuất các thiết bị như ống thông, ống dẫn và dụng cụ phẫu thuật vì tính tương thích sinh học cao và nguy cơ gây phản ứng dị ứng hoặc viêm nhiễm thấp.

Làm thế nào để phân biệt silicone an toàn? 

Silicone an toàn thường không có mùi lạ, không bị biến đổi màu hoặc xuất hiện các hạt trắng khi bị kéo và xoắn. Cách tốt nhất để đảm bảo an toàn là lựa chọn các sản phẩm có nhãn mác, bao bì rõ ràng và đến từ các thương hiệu uy tín.

Luôn kiểm tra bao bì sản phẩm để tìm nhãn an toàn hoặc các ký hiệu chứng nhận của FDA

Silicone có thể tái chế không? 

Silicone là vật liệu có thể tái chế được. Chúng được coi là lựa chọn thân thiện với môi trường hơn nhựa, vì không phân hủy thành các hạt vi nhựa nguy hiểm. Tuy nhiên, việc tái chế silicone đòi hỏi quy trình và cơ sở hạ tầng chuyên biệt, do đó chúng không thể được tái chế thông qua hệ thống tái chế dân dụng thông thường.

Tại sao keo silicone không sơn được? 

Bề mặt của keo silicone không xốp và có độ trơn trượt cao, khiến sơn không thể bám dính tốt. Nếu cố gắng sơn lên, lớp sơn sẽ dễ dàng bị bong tróc, ảnh hưởng đến tính thẩm mỹ của công trình. Vì vậy, nếu cần một chất trám có thể sơn được, các vật liệu thay thế như keo polyurethane hoặc acrylic sẽ là lựa chọn phù hợp hơn.

Silicone có bản chất kỵ nước, khiến sơn khó lan tỏa và bám chắc

Trong các ngành công nghiệp, silicone đóng vai trò không thể thay thế, từ các ứng dụng y tế đòi hỏi tính tương thích sinh học cao đến các sản phẩm gia dụng thân thiện với người dùng. Đặc biệt trong kiến trúc và nội thất, silicone đã tiến hóa từ một vật liệu phụ trợ thành một yếu tố thiết kế chiến lược, cho phép hiện thực hóa các ý tưởng kiến trúc hiện đại như mặt dựng kính không khung và các sản phẩm nội thất sang trọng, dễ bảo trì như da silicone.

>>> Tìm hiểu Cách tăng độ bền cho keo dán gạch cực đơn giản

Nguồn: Tổng hợp

Nếu bạn đang có nhu cầu thiết kế nội thất hoặc cần giải đáp các thắc mắc liên quan đến lĩnh vực này, hãy để lại lời nhắn trong box. Đội ngũ chuyên gia, kiến trúc sư uy tín của Happynest sẽ liên hệ và hỗ trợ nhanh chóng.