Křemen – co to je, vlastnosti a použití - Blog

Již před asi 4 000 lety využívali řemeslníci v Mezopotámii písek bohatý na křemenný oxid k výrobě prvních skleněných předmětů. Takto vyrobené nádoby a ozdoby byly zpočátku luxusním zbožím. Dnes se křemík používá nejen při výrobě skla, ale také v potravinářském, kosmetickém a farmaceutickém průmyslu. Je součástí mnoha běžně používaných výrobků, i když jeho přítomnost často zůstává nepovšimnuta.

křemenný prach

Co je to křemenný oxid a kde se vyskytuje
Jaké vlastnosti má křemenný oxid
K čemu se používá křemenný prášek
Je oxid křemičitý bezpečný pro zdraví
FAQ – nejčastější dotazy týkající se křemíku

Co je to křemenný oxid a kde se vyskytuje

Křemennec je přirozeně se vyskytující chemická sloučenina, známá také jako oxid křemičitý (SiO₂). Skládá se ze dvou prvků: křemíku a kyslíku. Je to jedna z nejrozšířenějších minerálních složek zemské kůry. Vyskytuje se především v písku, horninách a minerálech, ale také v některých živých organismech.

Jednou z nejčastěji se vyskytujících přírodních forem křemíku je křemen, který se nachází mimo jiné v žule, pískovci a křemenném písku. Oxid křemičitý je také základní složkou ametystu a horského křišťálu. Může se vyskytovat v různých odrůdách, které se liší vnitřní strukturou, vzhledem i vlastnostmi. Křemenný oxid lze získávat také průmyslovými metodami, které umožňují kontrolovat velikost částic, jejich strukturu a povrch. Tímto způsobem vznikají materiály určené pro konkrétní technologická použití.

Jaké vlastnosti má křemenný oxid

Čistý křemenný oxid je pevná látka, která se v závislosti na formě může vyskytovat jako průhledný krystal, jemný bílý prášek nebo porézní granulát. Nemá charakteristický zápach a ve vodě se rozpouští jen velmi špatně. Jednou z charakteristických vlastností křemenného oxidu je vysoká teplotní odolnost. Čistý oxid křemičitý se taví při teplotě přibližně 1710 °C. Díky tomu představuje důležitou surovinu pro výrobu skla a materiálů odolných vůči vysokým teplotám.

Krystalický oxid křemičitý, zejména křemen, se vyznačuje také vysokou tvrdostí. Na desetistupňové Mohsově stupnici dosahuje křemen hodnoty 7, což znamená, že dokáže poškrábat sklo a mnoho dalších materiálů. Některé formy křemíku se vyznačují rozvinutým povrchem a velkým počtem drobných pórů. Příkladem je křemičitý gel, který dokáže na svém povrchu vázat molekuly vodní páry. Jemnozrnný oxid křemičitý může také zlepšovat sypkost práškových směsí tím, že omezuje slepování jejich složek.

Výskyt a použití oxidu křemičitého

Kategorie	Výskyt / použití
Příroda	Písek, křemen, žula
Stavebnictví	Beton, malty, sklo, keramika
Potraviny	Koření, práškové směsi (E551)
Kosmetika a farmacie	Pudry, podkladové krémy, zubní pasty; tablety, kapsle, doplňky stravy
Průmysl	Optická vlákna, elektronika, pohlcovače vlhkosti

K čemu se používá křemenný prášek

křemenný prach

Křemen je základní surovinou pro výrobu skla, keramiky, stavebních materiálů a optických vláken. Křemenný písek se také používá k výrobě betonu, malt a brusiv.

V potravinářském průmyslu se syntetická amorfní křemenná moučka vyskytuje jako přísada E551. Zabraňuje hrudkovatění sypkých produktů a usnadňuje jejich sypání. Používá se mimo jiné ve vybraných kořenících směsích, potravinářských směsích a práškových přípravcích. V kosmetice křemík pohlcuje přebytečný kožní maz, zlepšuje konzistenci a zajišťuje matný vzhled. Nachází uplatnění v pudrech, podkladových krémech a krémech, přičemž některé jeho odrůdy jsou součástí abrazivních zubních past.

Ve farmaceutickém průmyslu se využívá jako pomocná látka při výrobě tablet, kapslí a doplňků stravy. Zlepšuje sypkost práškových směsí, čímž usnadňuje jejich dávkování. Křemičitý gel se naopak používá k pohlcování vlhkosti. Sáčky s tímto gelem se vkládají mimo jiné do obalů obuvi, elektroniky a kožených výrobků.

Je oxid křemičitý bezpečný pro zdraví

Bezpečnost oxidu křemičitého závisí na jeho formě, množství a způsobu expozice. V roce 2024 Evropský úřad pro bezpečnost potravin (EFSA) uznal, že použití přísady E551 v posuzovaných výrobcích a v daných množstvích nevyvolává obavy ohledně bezpečnosti spotřebitelů. Byla však zdůrazněna potřeba dalšího výzkumu nejmenších částic křemíku. Největší riziko představuje dlouhodobé vdechování prachu z krystalického křemene, které zvyšuje riziko silikózy, chronické obstrukční plicní nemoci a rakoviny plic. To se týká především expozice v pracovním prostředí, např. při zpracování stavebních materiálů.

"Křemen je jednou z nejrozšířenějších minerálních sloučenin na Zemi a zároveň složkou mnoha výrobků každodenní potřeby. Najdeme jej ve skle, kosmetice, lécích a potravinách. Jeho bezpečnost však závisí na formě a způsobu kontaktu s organismem. Jako přísada E551 v potravinách je to něco jiného než krystalický křemičitý prach vdechovaný při práci." Łukasz Domeracki – dietolog

FAQ – nejčastější dotazy týkající se křemíku

Co je to křemík?

Křemenný prach, neboli oxid křemičitý (SiO₂), je chemická sloučenina složená z křemíku a kyslíku. V přírodě se vyskytuje mimo jiné v písku, křemenu a horninách. Může mít podobu krystalů, jemného prášku nebo porézního granulátu.

K čemu se křemenný oxid používá?

Křemenný oxid se používá k výrobě skla, keramiky, betonu a optických vláken. Je také součástí kosmetických přípravků, zubních past, tablet a některých potravin. Ve formě křemenného gelu pohlcuje vlhkost z okolí.

Co znamená označení E551 na etiketě výrobku?

E551 je oxid křemičitý používaný jako potravinářská přídatná látka. Jeho hlavním úkolem je zabránit hrudkovatění sypkých produktů, například některých koření a práškových směsí.

Je křemík v potravinách škodlivý?

Podle hodnocení EFSA z roku 2024 nevyvolává použití E551 za posuzovaných podmínek obavy ohledně bezpečnosti spotřebitelů. Úřad však poukázal na potřebu dalšího výzkumu, zejména pokud jde o nejmenší částice křemíku.

Proč se do kosmetických přípravků přidává oxid křemičitý?

Oxid křemičitý dokáže absorbovat přebytečný kožní maz, omezit lesk pokožky a zlepšit konzistenci kosmetických přípravků. Proto se používá mimo jiné v pudrech a podkladových krémech. Některé jeho druhy slouží také jako abrazivní složky v zubních pastách.

Je křemenný oxid a křemík totéž?

Ne. Křemík je chemický prvek, zatímco křemenný oxid je jeho sloučenina s kyslíkem. Tyto názvy se někdy zaměňují, ale neoznačují stejnou látku. Přítomnost křemenného oxidu v doplňku stravy by se také neměla ztotožňovat s prokázaným přínosem pro zdraví.

Je křemičitý prach nebezpečný?

Ano, zejména při dlouhodobém vdechování jemného prachu krystalického křemene. Taková expozice může vést ke křemičité pneumokonióze a zvyšovat riziko závažných plicních onemocnění, včetně rakoviny plic. Riziko se týká především určitých stavebních a průmyslových prací.

Co se nachází v sáčcích s nápisem „silica gel"?

Jedná se o křemičitý gel, který pohlcuje vlhkost a chrání výrobky před jejím působením. Sáčky se vkládají mimo jiné do krabic s obuví a elektronikou. Nejsou určeny k požití a je třeba je uchovávat mimo dosah malých dětí.

Zlepšuje křemík v doplňcích stravy stav pokožky, vlasů a nehtů?

Samotná přítomnost křemíku v doplňku stravy neznamená, že daný produkt účinně zlepšuje stav pokožky, vlasů či nehtů. Uvedené zdroje popisují především jeho vlastnosti, technologické využití a bezpečnost, nikoli však prokázanou účinnost takových doplňků stravy.

Zdroj:

Mebert, A. M., Baglole, C. J., Desimone, M. F., & Maysinger, D. (2017). Nanoengineered silica: Properties, applications and toxicity. Food and chemical toxicology : an international journal published for the British Industrial Biological Research Association, 109(Pt 1), 753–770. https://doi.org/10.1016/j.fct.2017.05.054
EFSA Panel on Food Additives and Flavourings (FAF), Younes, M., Aquilina, G., Castle, L., Degen, G., Engel, K. H., Fowler, P., Frutos Fernandez, M. J., Fürst, P., Gürtler, R., Husøy, T., Manco, M., Mennes, W., Moldeus, P., Passamonti, S., Shah, R., Waalkens-Berendsen, I., Wright, M., Andreoli, C., Bastos, M., … Gundert-Remy, U. (2024). Re-evaluation of silicon dioxide (E 551) as a food additive in foods for infants below 16 weeks of age and follow-up of its re-evaluation as a food additive for uses in foods for all population groups. EFSA journal. European Food Safety Authority, 22(10), e8880. https://doi.org/10.2903/j.efsa.2024.8880
Morais, R. P., Hochheim, S., de Oliveira, C. C., Riegel-Vidotti, I. C., & Marino, C. E. B. (2022). Skin interaction, permeation, and toxicity of silica nanoparticles: Challenges and recent therapeutic and cosmetic advances. International journal of pharmaceutics, 614, 121439. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2021.121439