Металлический кремний меняет мир - портал продуктов группы рсс

Состав и структура

Кремний существует в двух аллотропных формах, одинаково устойчивых при нормальной температуре.

Кристаллический имеет вид темно-серого порошка. Вещество, хотя и имеет алмазоподобную кристаллическую решетку, является хрупким – из-за чересчур длинной связи между атомами. Интерес представляют его свойства полупроводника.
При очень высоких давлениях можно получить гексагональную модификацию с плотностью 2,55 г/куб. см. Однако эта фаза практического значения пока не нашла.
Аморфный – буро-коричневый порошок. В отличие от кристаллической формы намного активнее вступает в реакцию. Связано это не столько с инертностью первой формы, сколько с тем, что на воздухе вещество покрывается слоем диоксида.

Кроме того, необходимо учитывать и еще один тип классификации, связанный с величиной кристалла кремния, которые в совокупности образуют вещество. Кристаллическая решетка, как известно, предполагают упорядоченность не только атомов, но и структур, которые эти атомы образуют – так называемый дальний порядок. Чем он больше, тем более однородным по свойствам будет вещество.

Монокристаллический – образец представляет собой один кристалл. Структура его максимально упорядочена, свойства однородны и хорошо предсказуемы. Именно такой материал наиболее востребован в электротехнике. Однако он же относится к самому дорогому виду, поскольку процесс его получения сложен, а скорость роста низка.
Мультикристаллический – образец составляет некоторое количество крупных кристаллических зерен. Границы между ними формируют дополнительные дефектные уровни, что снижает производительность образца, как полупроводника и приводит к более быстрому износу. Технология выращивания мультикристалла проще, потому и материал дешевле.
Поликристаллический – состоит из большого количества зерен, расположенных хаотически относительно друг друга. Это наиболее чистая разновидность промышленного кремния, применяется в микроэлектронике и солнечной энергетике. Довольно часто используется в качестве сырья для выращивания мульти- и монокристаллов.
Аморфный кремний и в этой классификации занимает отдельную позицию. Здесь порядок расположения атомов удерживается только на самых коротких дистанциях. Однако в электротехнике он все же используется в виде тонких пленок.

Далее мы расскажем вам про сырье для производства кремния, вредность добычи, технологию его изготовления в мировых масштабах и в России.

Физические свойства

Кристаллическая структура кремния.

Кристаллическая решётка кремния кубическая гранецентрированная типа алмаза, параметр а = 0,54307 нм (при высоких давлениях получены и другие полиморфные модификации кремния), но из-за большей длины связи между атомами Si—Si по сравнению с длиной связи С—С твёрдость кремния значительно меньше, чем алмаза. Кремний хрупок, только при нагревании выше 800 °C он становится пластичным веществом. Он прозрачен для инфракрасного излучения начиная с длины волны 1,1 мкм. Собственная концентрация носителей заряда — 5,81⋅1015 м−3 (для температуры 300 K).

Схематическое изображение зонной структуры кремния

Электрофизические свойства

Элементарный кремний в монокристаллической форме является непрямозонным полупроводником. Ширина запрещённой зоны при комнатной температуре составляет 1,12 эВ, а при Т = 0 К — 1,21 эВ. Концентрация собственных носителей заряда в кремнии при нормальных условиях составляет около 1,5⋅1010 см−3.

На электрофизические свойства кристаллического кремния большое влияние оказывают содержащиеся в нём примеси. Для получения кристаллов кремния с дырочной проводимостью в кремний вводят атомы элементов III группы, таких, как бор, алюминий, галлий, индий. Для получения кристаллов кремния с электронной проводимостью в кремний вводят атомы элементов V группы, таких, как фосфор, мышьяк, сурьма.

При создании электронных приборов на основе кремния используется преимущественно приповерхностный слой монокристалла (толщиной до десятков мкм), поэтому качество поверхности кристалла может оказывать существенное влияние на электрофизические свойства кремния и, соответственно, на свойства созданного электронного прибора. При создании некоторых приборов используется технология, модифицирующая поверхность монокристалла, например, обработка поверхности кремния различными химическими реагентами и её облучение.

Диэлектрическая проницаемость: 12
Подвижность электронов: 1200—1450 см²/(В·c).
Подвижность дырок: 500 см²/(В·c).
Ширина запрещённой зоны 1,21 эВ при 0 К.
Время жизни свободных электронов: 5 нс — 10 мс
Длина свободного пробега электронов: порядка 1 мм.
Длина свободного пробега дырок: порядка 0,2—0,6 мм.

Все значения приведены для нормальных условий.

Биоблогер 2017 – 2021

Как и атомы углерода, атомы кремния характеризуются состоянием гибридизации sp3 орбиталей. В результате гибридизации чистый кристаллический кремний образует алмазоподобную решетку, в которой кремний является четырехвалентным. В соединениях кремний также обычно проявляется как четырехвалентный элемент с окислением +4 или -4. Существуют также двухвалентные соединения кремния, такие как оксид кремния (II) – SiO. Методы получения и производства кремния зависят от того, для каких целей он будет использоваться. В настоящее время кремний делится на три компонента в зависимости от его чистоты. Первый – это металлургическая марка кремния. Его чистота колеблется от 98% до 99%. Второй компонент – кремний солнечного качества, в котором уровень примесей составляет менее 0,01%. Третий компонент – кремний электронного класса, в котором уровень примесей составляет менее 0,000000001%.

Применение

Мини Микроконтроллер 1993 года с УФ стиранием памяти 62E40 европейской фирмы STMicroelectronics За окошечком виден кристалл микросхемы — кремниевая подложка с выполненной на ней схемой.

В настоящее время кремний — основной материал для электроники и солнечной энергетики.
Монокристаллический кремний — материал для рентгеновской оптики преломления — оптика, отличающаяся новыми свойствами и характкристиками, обеспечивающая преломление и фокусировку рентгеновских лучей аналогично тонким линзам. Также применяется для изготовления рентгеновских зеркал, применяемых в рентгеновских микроскопах, телескопах и др.
Иногда кремний (технической чистоты) и его сплав с железом (ферросилиций) используется для производства водорода в полевых условиях.
Соединения металлов с кремнием — силициды, являются широкоупотребляемыми в промышленности (например электронной и атомной) материалами с широким спектром полезных химических, электрических и ядерных свойств (устойчивость к окислению, нейтронам и др.), а также силициды ряда элементов являются важными термоэлектрическими материалами.
Кремний применяется в металлургии при выплавке чугуна, сталей, бронз, силумина и др. (как раскислитель и модификатор, а также как легирующий компонент).
Соединения кремния служат основой для производства стекла и цемента. Производством стекла и цемента занимается силикатная промышленность. Она также выпускает силикатную керамику — кирпич, фарфор, фаянс, стеклокерамику (ситаллы) и изделия из них.

Оптика

Основная статья: Оптические элементы из кремния

Основная статья: Линза из кремния

Плоско-выпуклая линза

Линзы контактные

Оптические элементы из кремния — линзы, призмы, пластинки, изготовленная из однородного кремния, прозрачны для инфракрасно излучения, преломляют Х-лучи и стойкие к Х-излучению.

Линзы контактные

Линзы из органических полимеров дают возможность создавать недорогие асферические линзы с помощью литья. В области офтальмологии созданы мягкие контактные линзы. Их производство основано на применении оптическиих полимерных материалов материалов (ОПМ), имеющих бифазную природу, сочетающих фрагменты кремний-органического или кремний-фторорганического полимера силикона и гидрофильного полимера гидрогеля.

Линзы из кремния

Линза преломления ретгеновских лучей

Линзы из кремния или рентгеновская оптика преломления — линзы, изготовленные из однородного кремния, прозрачные для инфракрасного излучения, рентгеновсого излучения, преломляющие Х-лучи.

В настоящее время нашли применение линзы из кремния

Это связано с современным уровнем технологий обработки твёрдых кристаллов и самое важное, кремний сочетает сверхвысокую дисперсию с самым большим абсолютным значением коэффициента преломления n=3,4 в диапазоне ИК-излучения; линзы из кремния прозрачны к Х-лучам и способны их преломлять, фокусировать (мягкие и жёсткие Х-лучи), что в последнее время находят широкое применение в микроскопии, телескопии, вытесняя рентгеновскую дорогостоящую оптику с применением зеркал и оптических систем «скользящего» преломления Х-лучей. Они полностью непрозрачны в видимом диапазоне спектра

Кроме этого кремний обладает способностью создавать материалы, имеющих бифазную природу, сочетающих фрагменты кремний-органического или кремний-фторорганического полимера силикона и гидрофильного полимера гидрогеля. Что делает его самым перспективным в изготовлении мягких контактных линз.

Биологическая роль

Для некоторых организмов кремний является важным биогеным элементом. Он входит в состав опорных образований у растений и скелетных — у животных. В больших количествах кремний концентрируют морские организмы — диатомовые водоросли, радиолярии, губки. Большие количества кремния концентрируют хвощи и злаки, в первую очередь — подсемейства Бамбуков и Рисовидных, в том числе — рис посевной. Мышечная ткань человека содержит (1-2)·10-2% кремния, костная ткань — 17·10-4%, кровь — 3,9 мг/л. С пищей в организм человека ежедневно поступает до 1 г кремния.

Соединения кремния относительно нетоксичны. Но очень опасно вдыхание высокодисперсных частиц как силикатов, так и диоксида кремния, образующихся, например, при взрывных работах, при долблении пород в шахтах, при работе пескоструйных аппаратов и т. д. Микрочастицы SiO₂, попавшие в лёгкие, кристаллизуются в них, а возникающие кристаллики разрушают лёгочную ткань и вызывают тяжёлую болезнь — силикоз. Чтобы не допустить попадания в лёгкие опасной пыли, следует использовать для защиты органов дыхания респиратор.

Применение

Металлический кремний, как уже упоминалось, используется в качестве легирующей добавки к алюминию и используется в химической промышленности для производства силиконов. Он также используется в электронной промышленности и секторе солнечной энергетики (солнечные панели, кремниевые чипы, полупроводники). Он улучшает свойства алюминия, такие как прочность, твердость и литье. Добавление металлического кремния делает алюминиевые сплавы прочными и легкими. Сплавы металлического кремния также используются в автомобильной промышленности в качестве замены для более тяжелых деталей из чугуна. Колесные диски и блоки двигателя — это автомобильные детали, которые чаще всего отлиты из алюминия с примесью кремния. Кремниевые металлы являются ключевым сырьем для многих отраслей промышленности. Без кремния у нас не было бы компьютеров, фотовольтаических панелей и многих изделий, используемых в строительстве. Новый завод PCC Group для получения металлического кремния использует только энергию из экологически чистых геотермальных источников, которыми Исландия славится во всем мире. Благодаря этому мы можем предложить высококачественный металлический кремний с трехкратно низшими выбросами углекислого газа, чем на других заводах.

Магические свойства и изготовление амулетов

Считается, что кремень обладает магическими свойствами, поэтому нашел применение в различных ритуалах. Кроме того, из камня делали амулеты.

Минерал имеет следующие необычные свойства:

Защищает путников от различных неприятностей. Во время путешествий человек должен всегда носить с собой кусочек кремния.
Помогает усопшим найти дорогу в другой мир. Для помощи душам каменные кусочки зарывали в землю вместе с покойными.
Избавляет от ночных кошмаров. Камень помогает, если его положить у изголовья кровати или под подушку.
Снимает проклятья и устраняет неудачи. Для защиты жилища от нечистой силы кусочек горной породы вешали над дверью. Люди могут оградиться от неприятностей, для чего следует поместить минерал в каждой комнате дома.
Поднимает силу духа и освобождает от душевных переживаний.
Формирует у детей мужское и женское начало.
Развивает предприимчивые черты, наделяет мудростью и уверенностью в себе.

Для того чтобы амулет действовал, его нужно носить с левой стороны. Он будет находиться ближе к сердцу, что способствует распространению его силы на тело и разум. Кремень могут использовать для своих целей представители всех знаков зодиака, кроме Рыб. На видео показаны этапы изготовления оберегов.

Основные правила:

Нужно использовать камень небольшого размера, который не сложно носить постоянно при себе.
Цвет можно выбирать любой, но лучше отдать предпочтение цветовой гамме, подходящей по знаку зодиака.
Изготавливать необходимо самостоятельно. Однако если владелец хочет получить амулет в оправе, можно отдать камень специалисту, а потом активировать.
Процедура активизации зависит от знака зодиака, к которому принадлежит хозяин. Водные знаки должны обрызнуть камень чистой водой. Знаки Воздуха окуривают минерал ладаном. Представители Стихии Земли насыпают на амулет землю. Огненные знаки должны пронести свой оберег несколько раз через пламя свечи.
Зарядить камешек собственной энергией. Для этого следует на протяжении нескольких недель в одно и то же время брать его в руки и крепко сжимать.
Нельзя никому показывать оберег.

Влияние диоксида кремния на организм человека

Диоксид кремния не оказывает негативного влияния на организм человека – это было доказано рядом исследований, проведенных специалистами из разных точек мира. Ведущие технологи подтвердили факт того, что применение вещества не ограничено и не способно нанести вред организму. Добавление диоксида кремния в продукты питания и медикаменты разрешено во всех странах мира. Существует только одно условие: объем добавки не должен превышать максимально допустимое количество, а именно – 30 грамм на 1 килограмм готового продукта.

Польза диоксида кремния неоднозначна. Употреблять его в слишком больших объемах не рекомендуется. Опасность добавка E551 может нести при следующих условиях:

контакт с веществом происходит в цехе, где производится его расфасовка;
вы вдохнули большой объем порошка. При попадании в дыхательные пути частички порошка могут провоцировать разные заболевания.

Ученые выдвигают предположения относительно того, что диоксид кремния способен оказывать положительное воздействие на здоровье человека. Так, вещество снижает возможность появления деменции в пожилом возрасте. В медикаменты соединение вводят в качестве сорбента, выводящего из организма все вредные вещества.

Вред диоксида кремния

Ученые подтвердили, что диоксид кремния, попадая в организм, не задерживается там долго и легко выводится естественным путем. Любая информация о вреде добавки не правдива – при употреблении соединения в составе продукта питания, вы не ощутите никакого вреда.

Диоксид кремния как естественное соединение присутствует в составе крови человека. Вред вещество может нанести только при попадании в дыхательные пути, поэтому работать с порошком нужно в защитной экипировке. Мелкие кристаллики порошка могут спровоцировать развитие воспалительных процессов, который впоследствии перетекут в более серьезные заболевания.

Польза от диоксида кремния

Ученые доказали, что диоксид кремния оказывает положительное влияние на состояние здоровья человека. Вещество предотвращает возникновение и развитие атеросклероза и укрепляет сосуды. Кремний, разведенный в воде, способен выводить шлаки из человеческого организма и обладает высокими антибактериальными свойствами.

Также существует теория о том, что добавка способна предотвращать развитие деменции в пожилом возрасте. Однако, данная информация все еще не доказана.

Показания и противопоказания к применению диоксида кремния

Биологическая роль и функции кремния в организме

Для чего нужен кремний организму? Как мы уже и говорили в начале статьи, Si играет важную роль в формировании и поддержании здоровья костной ткани, кожного покрова, волос, ногтей, а также кровеносных сосудов.

Количество кремния в костных тканях взрослого среднестатистического человека 17⋅10−4 %, в мышечных тканях — (1-2)⋅10−2 %, в крови — 3,9 мг/л, а также гипофизе, щитовидной железе, надпочечниках, ногтях и волосах.

В нашем организме кремний больше всего содержится в щитовидной железе, надпочечниках, гипофизе. Самая высокая концентрация его обнаружена в волосах и ногтях.

Кремний выполняет и множество других полезных функций, среди которых:

Делает кости более плотными, что особенно важно для женщин в период климакса, когда продукция некоторых гормонов снижается и появляется риск развития остеопороза (процесс, при котором снижается плотностей костей). Таким образом, дополнительный прием кремния рекомендуется лицам, у которых уже диагностирован остеопороз.
Ускоряет процесс выздоровления и восстановления организма после оперативного лечения костей – после переломов и прочих хирургических манипуляций.
Является одним из важных строительных элементов коллагена, причем, находясь в составе этого белка соединительной ткани, кремний участвует в процессе соединения отдельных волокон коллагена с эластином, за счет чего соединительная ткань становится упругая и прочная.
Находясь в составе эластина, повышает эластичность и прочность кровеносных сосудов, чем предупреждает проникновение в кровеносное русло жиров и образование атеросклеротических отложений и связанных с ними болезней (инфаркта, инсульта, ИБС, тромбофлебита и прочих).
Задействован в укреплении хрящей, связок и сухожилий.
Участвует в регулировании деятельности иммунной системы, тем самым минимизирует риск развития инфекционных болезней.
Поддерживает здоровье кожи и помогает бороться с дерматитами, дерматозами и прочими воспалительными процессами на кожном покрове.
Укрепляет волосы, предотвращает их сечение и выпадение, а также стимулирует рост волос.
За счет создания электрических коллоидных систем с водой и кремниевой кислотой Si способствует связыванию болезнетворных микроорганизмов (вирусов, бактерий) и выведению их из внутренней среды человека, т.е

грубо говоря, выступает в качестве сорбента.
Берет участие в метаболизме магния, калия, фтора, алюминия и прочих макро- микроэлементов.
Участвует в синтезе различных гормонов, аминокислот, ферментов.
Предотвращает преждевременное старение организма.
Усиливает антиоксидантную активность витаминов А, С и Е, чем предотвращает развитие онкологических болезней.
Находясь в воде, кремний адсорбирует радионуклиды, способствует выпадению в осадок тяжелых металлов, уничтожает бактерии, вызывающих гниение воды. Именно из-за этих свойств, этот минерал используют для очищения воды, более того, Si даже делает воду более приятной на вкус.

Применение кремния в других сферах человеческой жизни

Прежде всего, Si используют в качестве полупроводников для изготовления электроники, особенно микрочипов, транзисторов, диодов, солнечных панелей и прочих.
В металлургии он пользуется успехом в качестве дополнительного материала в сплавах меди, алюминия, магния и прочих металлов, предавая сплавам более высокую прочность.
Его добавляют в производстве кремнийорганических соединений – для изготовления пластика, искусственного каучука, технических силикатных смазок и масел.
Используется и для производства неорганических материалов – керамики, стекла, изоляции, пьезокристаллов.
В медицинской практике – для лечения остеопороза.

Применение вещества

Для промышленности наибольший интерес представляют электрофизические характеристики неметалла. Его монокристаллическая форма является непрямозонным полупроводником. Свойства его определяются примесями, что позволяет получать кристаллы кремния с заданными свойствами.

Так, добавка бора, алюминия, индия дает возможность вырастить кристалл с дырочной проводимостью, а введение фосфора или мышьяка – кристалл с электронной проводимостью.

Кремний в буквальном смысле слова служит основой современной электротехники. Из него изготавливают транзисторы, фотоэлементы, интегральные схемы, диоды и так далее. Причем функциональность прибора определяет практически всегда только приповерхностный слой кристалла, что обуславливает весьма специфические требования именно к обработке поверхности.
В металлургии технический кремний применяют и как модификатор сплавов – придает большую прочность, и как компонент – в бронзах, например, и как раскислитель – при производстве чугуна.
Сверхчистый и очищенный металлургический составляют основу солнечной энергетики.
Диоксид неметалла встречается в природе в очень разных формах. Его кристаллические разновидности – опал, агат, сердолик, аметист, горный хрусталь, нашли свое место в ювелирном деле. Не столь привлекательные внешне модификации – кремень, песок, кварц, используются и в металлургии, и в строительстве, и в радиоэлектротехнике.
Соединение неметалла с углеродом – карбид, применяется и в металлургии, и в приборостроении, и в химической промышленности. Он является широкозональным полупроводником, отличается высокой твердостью – 7 по шкале Мооса, и прочностью, что и позволяет применять его в качестве абразивного материала.
Силикаты – то есть, соли кремниевой кислоты. Неустойчивы, легко разлагаются под действием температуры. Примечательность их в том, что они образуют многочисленные и разнообразные соли. А вот последние являются основой при производстве стекла, керамики, фаянса, хрусталя, цемента и бетона. Можно смело сказать, что современное строительство зиждется на разнообразных силикатах.
Стекло представляет здесь наиболее интересный случай. Основой его служат алюмосиликаты, но ничтожные примеси других веществ – обычно оксидов, придают материалу массу разных свойств, в том числе и цвет. Керамика – клинкер, фаянс, фарфор, по сути, имеет ту же формулу, хотя и с другим соотношением компонентов, и ее разнообразие тоже поразительно.
Неметалл обладает еще одной способностью: образует соединения по типу углеродных, в виде длинной цепочки из атомов кремния. Такие соединения носят название кремнийорганических. Сфера их применения не менее известна – это силиконы, герметики, смазки и так далее.

Кремний – очень распространенный элемент и имеет необыкновенно большое значение в очень многих сферах народного хозяйства. Причем активно используется не только само вещество, но все его разнообразные и многочисленные соединения.

Кремний: характеристики, особенности и области применения

http://www.mining-enc.ru/k/kremnij-/

3.9. Полупроводниковые соединения типа АIIIВV

Соединения типа АIIIВV являются ближайшими электронными аналогами германия и кремния. Они образуются в результате соединения элементов III группы Периодической системы (бора, алюминия, галлия и индия) с элементами V группы (азотом, фосфором, мышьяком и сурьмой). Висмут и таллий не образуют соединений рассматриваемого ряда.

Соединения АIIIВV принято классифицировать по металлоидному признаку. Соответственно различают нитриды, фосфиды, арсениды и антимониды.

Многообразие свойств полупроводников типа АIIIВV обуславливает их широкое применение в приборах и устройствах различного технического назначения. Особый интерес к этой группе материалов был вызван потребностями оптоэлектроники в быстродействующих источниках и приемниках излучения. Инжекционные лазеры и светодиоды на основе ПП АIIIВV характеризуются высокой эффективностью преобразования электрической энергии в электромагнитное излучение.

Большой набор значений ширины запрещенной зоны у этих полупроводников позволяет создавать на их основе различные виды фотоприемников, перекрывающих широкий диапазон спектра. Среди них наибольшее распространение получили фотодиоды и фотоэлементы.

Арсенид галлия (GaAs) потенциально является одним из лучших фоточувствительных материалов для применения в солнечных батареях.

Антимонид индия (InSb) имеет важное техническое значение для изготовления приемников инфракрасного излучения. GaAs, InSb применяются для изготовления туннельных диодов

По сравнению с германиевыми диодами, приборы из арсенида галлия характеризуются более высокой рабочей температурой, а диоды из антимонида индия обладают лучшими частотными свойствами при низких температурах

GaAs, InSb применяются для изготовления туннельных диодов. По сравнению с германиевыми диодами, приборы из арсенида галлия характеризуются более высокой рабочей температурой, а диоды из антимонида индия обладают лучшими частотными свойствами при низких температурах.

Прогресс в технологии арсенида галлия, достигнутый за последние годы, открыл широкие перспективы применения этого материала для создания полевых транзисторов и быстродействующих интегральных схем. По сравнению с кремнием GaAs является более технологически сложным материалом. Однако совершенствование технологии различных процессов, разработка новых методов осаждения защитных слоев позволяют реализовать возможности GaAs в повышении степени интеграции и быстродействия ИМС.

3.9.1. Твердые растворы на основе соединений типа АIIIВV

Твердые растворы позволяют существенно расширить по сравнению с элементарными полупроводниками и ПП соединениями набор электрофизических параметров, определяющих возможности применения материалов в конкретных полупроводниковых приборах.

Особый интерес к твердым растворам обусловлен возможностью плавного управления шириной запрещенной зоны полупроводников путем изменения их компонентного состава.

Твердые растворы открывают широкие возможности создания гетеропереходов и приборов на их основе. Под гетеропереходом понимают контакт двух полупроводников с различной шириной запрещенной зоны. Решающим критерием при выборе материала контактной пары является соответствие периодов их кристаллических решеток и температурных коэффициентов их линейного расширения

Кремниевые формы жизни

Группа IV периодической таблицы элементов содержит углерод C, кремний (кремний) Si и несколько тяжелых металлов. Это означает, что степень окисления кремния +4. Углерод, конечно же, является строительным блоком той жизни, которую мы знаем. Но теоретики альтернативной биохимии предполагают, что планета, населенная живыми существами, может существовать в какой-то другой солнечной системе. В такой форме жизни кремний предположительно может заменить углерод.

Во многих научно-фантастических книгах рассказывается о кремниевых формах жизни: чувствительных кристаллах, живых золотых пятнышках и даже о существах, следы которых представляют собой кварцевые кирпичи. Это интересно, но неправильно. Кремний может быть преобразован во множество реалистичных структур, но его химические свойства делают маловероятным то, что он станет основой для инопланетных форм жизни.

Фактически, углерод и кремний имеют много общих характеристик. Валентность кремния равна четырем, что означает, что отдельные атомы образуют четыре связи с другими элементами, когда образуют химические соединения. И кремний, и углерод связываются с кислородом. Оба образуют длинные цепи, называемые полимерами. В своей простейшей форме углерод производит полимер, называемый полиацеталем, пластик, используемый в синтетических волокнах и оборудовании. Кремний обеспечивает полимерные силиконы, которые используются для водонепроницаемости тканей или смазки металлических и пластиковых деталей.

Но когда углерод окисляется — или соединяется с кислородом, скажем, при сгорании — он становится диоксидом углерода; Кремний окисляется до твердого диоксида кремния. Кремний окисляется до твердого состояния. Это одна из основных причин, почему он не может поддерживать жизнь.

Кремнезем или песок — это твердое вещество, диоксид кремния образует решетку, в которой атом кремния окружен четырьмя атомами кислорода. Силикатные соединения, содержащие SiO4-4, также присутствуют во многих минералах: полевом шпате, слюде, цеолитах, тальке. И эти жесткие системы создают проблемы, когда дело доходит до использования энергии для живой системы.

Жизненной форме нужен способ собирать, хранить и использовать энергию. Это должно происходить из окружающей среды. После поглощения энергия должна высвобождаться именно там, где и когда она необходима. В противном случае все может одновременно выделять тепло, сжигая форму жизни.