Το κολλοειδές πυρίτιο είναι μια υγρή διασπορά διοξειδίου του πυριτίου, το ίδιο υλικό που βρίσκεται φυσικά στην άμμο. Όπως και άλλα κολλοειδή, αποτελείται από μικροσκοπικά σωματίδια ομοιόμορφα διασκορπισμένα σε μια διαφορετική ουσία – σε αυτή την περίπτωση, ένα στερεό διασκορπισμένο σε ένα υγρό. Αυτό το μείγμα είναι γνωστό ως sol και έχει πολλές βιομηχανικές και εμπορικές εφαρμογές.
Τα διαλύματα πυριτίου παράγονται χρησιμοποιώντας μια ποικιλία χημικών διαδικασιών. Συνήθως το κολλοειδές πυρίτιο είναι μονοδιασπαρμένο, που σημαίνει ότι όλα τα σωματίδια στο κολλοειδές διάλυμα έχουν το ίδιο μέγεθος. Τα σωματίδια «αναπτύσσονται» χημικά από μικροσκοπικούς πυρήνες πυριτίου που αιωρούνται στο υδατικό διάλυμα και μπορεί να είναι μεγάλα ή μικρά ανάλογα με τις επιθυμητές ιδιότητες του τελικού διαλύματος.
Τα μεγάλα σωματίδια τείνουν να κάνουν ένα μείγμα πυριτίου πιο σταθερό ή πιθανό να παραμείνει σε διάσπαρτη μορφή. Σε υψηλές συγκεντρώσεις, μικρότερα σωματίδια μπορεί να σχηματίσουν συσσωματώματα και να κάνουν το μείγμα πηχτό και παχύρρευστο. Το μέγεθος των σωματιδίων επηρεάζει επίσης την εμφάνιση του διαλύματος και τα μείγματα με μικρά σωματίδια είναι πιο διαφανή.
Το κολλοειδές πυρίτιο χρησιμοποιείται σε πολλές ρυθμίσεις. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως λειαντικό ή γυαλιστικό για ημιαγωγούς, ως καταλύτης για διάφορες χημικές αντιδράσεις και ως προϊόν επίστρωσης. Οι επικαλύψεις πυριτίου βοηθούν στην αύξηση της πρόσφυσης σε επιφάνειες όπως δάπεδα και σιδηροδρομικές γραμμές, καθώς και σε υφαντικές ίνες. Αυτό οφείλεται τόσο στην λειαντική δράση των μικρών σωματιδίων όσο και στην ικανότητά τους να αντιδρούν χημικά με την αντίθετη επιφάνεια.
Η χαρτοποιία είναι ένας άλλος τομέας όπου χρησιμοποιείται ευρέως το κολλοειδές πυρίτιο. Εδώ, το πυρίτιο δρα ως παράγοντας αποστράγγισης, επιτρέποντας να περιέχεται περισσότερο άμυλο στο χαρτί καθώς επεξεργάζεται ο υδαρής πολτός. Το πρόσθετο άμυλο αυξάνει τη σκληρότητα του χαρτιού.
Στην παραγωγή κρασιού και χυμού, το κολλοειδές πυρίτιο χρησιμοποιείται για τον καθαρισμό ενός ποτού αφαιρώντας οργανικές ενώσεις από το εναιώρημα. Αυτές οι ενώσεις, οι οποίες διαφορετικά θα σχημάτιζαν μια ανεπιθύμητη ακαθαρσία στο ρόφημα ή θα επηρέαζαν δυσμενώς τη γεύση, έλκονται από αντίθετα φορτισμένα σωματίδια στο κολλοειδές διάλυμα. Σχηματίζεται ένα ίζημα από πυρίτιο και ακαθαρσίες, το οποίο στη συνέχεια μπορεί να αφαιρεθεί μηχανικά, αφήνοντας πίσω ένα καθαρό ρόφημα.
Ενώ σε πολλές βιομηχανικές εφαρμογές είναι σημαντικό να διατηρείται το πυρίτιο στην ομοιόμορφα διασκορπισμένη του μορφή, σε άλλες περιπτώσεις είναι επιθυμητός ο σχηματισμός συστάδων ή αλυσίδων σωματιδίων. Με αυτόν τον τρόπο μπορούν να σχηματιστούν πυριτικά τζελ, τα οποία χρησιμοποιούνται συχνά ως ξηραντικό σε συσκευασμένα προϊόντα. Όταν το pH του κολλοειδούς πυριτίου μειώνεται σε λιγότερο από 7 ή προστίθεται αλάτι, τα σωματίδια στο κολλοειδές διάλυμα αρχίζουν να προσκολλώνται το ένα στο άλλο, σχηματίζοντας αλυσίδες. Τελικά, δημιουργείται ένα silica gel.