Элемент кремний – самый распространенный элемент на земле после кислорода. Он содержится во всех растениях в виде кремнезема (полиморфные модификации двуокиси кремния). Корни растений поглощают это соединение из почвы для построения клеток. Прочность и эластичность их стеблей обусловлены содержанием в них кремнезема.
Много кремния содержится в морских животных, птицах, млекопитающих. В организме человека кремния очень мало, около 0,001%, в 1 мл крови содержится не более 10 мкг кремнезема, однако это не значит, что он не играет никакой роли в происходящих в этом организме процессах.
Микроэлемент кремний присутствует во всех тканях и органах, начиная от волос, заканчивая клетками крови. Соединения кремния необходимы для сохранения прочности и эластичности соединительно-тканных и эпителиальных образований. Эластичные свойства кожи, стенок сосудов, сухожилий обусловлены по большей части содержащимися в них соединениями кремния.
Суточная потребность
До сих пор окончательно не установлено, сколько должно поступать кремния и его соединений за сутки. Однако проводятся исследования по определению значимости кремния для организма, и в каком количестве он оказывает свое полезное действие. Существуют сведения (по данным зарубежных ученых), что суточная доза кремния для взрослых людей составляет 20-50 мг. Верхнего допустимого уровня потребления кремния не определено.
Врачи отмечают, что кремний играет важную роль в поддержании здоровья человека. Он участвует в синтезе коллагена, что способствует укреплению кожи, волос и ногтей. Кроме того, кремний помогает улучшить состояние соединительных тканей и способствует минерализации костей. Некоторые специалисты подчеркивают, что недостаток этого элемента может привести к различным проблемам, включая остеопороз и ухудшение состояния кожи. Однако, несмотря на его полезные свойства, врачи предупреждают о необходимости сбалансированного подхода к его потреблению. Избыточное количество кремния может вызвать негативные последствия для организма. Поэтому важно получать этот элемент в достаточном количестве через разнообразное питание, включая овощи, злаки и бобовые.
Функции в организме
Еще великий В.И.Вернадский писал: “Никакой организм не может существовать без кремния”. Кремний играет важную роль в процессе усвоения других элементов: кальция, фосфора, магния, серы, калия, алюминия, натрия и др. Установлено, что при нехватке кремния 75 из 100 элементов прекращают всасываться или плохо всасываются. Поэтому употреблять большое количество биологически активных добавок не имеет смысла, если в организме не хватает соединений кремния. В дополнение ко всему, необходимо отметить, что из-за недостатка кремния развиваются различные заболевания.
Считается, что кальций основной участник формирования твердости тканей, а кремний ответственен за их гибкость. К примеру, без соединений кремния потеряют эластичность:
При травмах и переломах костей в организме человека уровень кремния в костях повышается в 50 и более раз по сравнению с нормальным, здоровым состоянием. Как только происходит срастание тканей кости, содержание кремния становится прежним.
Кремний оказывает структурирующее действие на молекулы воды, что способствует удалению токсинов, грибков, вредных бактерий из организма.
В случае нехватки кремния в составе стенок сосудов, их эластичность падает. Вместе с этим уменьшается способность сосудов мозга сужаться и расширяться. Кроме того, в стенке начинают откладываться соли кальция, что еще больше снижает эластичность сосудов.
С нарушением обмена кремния связывают развитие следующих заболеваний:
Еще в 60-е годы XX века французскими учеными М. Лепгер и Ж. Лепгер были описаны факты, которые подтверждали, что у людей, страдающих атеросклерозом, зачастую очень низкий уровень кремния в тканях, составляющих основу стенки сосудов. Ученые также экспериментально доказали, что при дополнительном введении в организм соединений кремния приостанавливает формирование атеросклеротических бляшек, что позволяет длительно сохранять нормальную функцию сосудов.
Другие эффекты кремния в организме:
Аллопеция (облысение) развивается в связи с гибелью волосяных фолликулов при нарушении обмена кремния.
Дефицит
Недостаток содержания кремния в организме может приводить к развитию сахарного диабета, заболеваний сердечно-сосудистой системы и злокачественных новообразований, кандидоза. Нарушения деятельности нервной системы проявляются в виде расстройства координации движений, пошатывания при ходьбе; возникают общая слабость и раздражительность, чувство страха. Со стороны желудочно-кишечного тракта наблюдается возрастание частоты возникновения воспалительных заболеваний (гастрит, энтерит).
Дефицит кремния развивается не только в случае его недостаточного поступления, но и при ряде паразитарных заболеваний. Потребность в данном микроэлементе повышается в период активного роста у детей, физических перегрузках. Снижение кислотности желудочного сока приводит к нарушению всасывания кремния в желудке и тонком кишечнике.
Кремний — это элемент, который вызывает множество обсуждений в научных и промышленных кругах. Многие специалисты отмечают его ключевую роль в производстве полупроводников, что делает его основой для современных технологий. Люди восхищаются тем, как кремний стал основой для развития компьютеров, смартфонов и других электронных устройств. В то же время, экологические активисты поднимают вопросы о воздействии добычи кремния на природу. Некоторые исследователи также говорят о перспективах использования кремния в солнечных батареях, что может значительно изменить рынок возобновляемых источников энергии. В целом, кремний воспринимается как символ прогресса, но также и как объект для обсуждения экологических последствий.
Передозировка
Избыток кремния в организме развивается у людей, которые проживают в местности с высоким содержанием соединений кремния в воде и продуктах питания, что приводит к образованию камней в почках, развитию фиброза легких и опухолей плевры, органов брюшной полости. Мочекаменная болезнь в данном случае развивается в результате повышения активности процессов, заключающихся в кристаллизации солей в моче. При вдыхании кремния он в избыточном количестве накапливается в ткани легких, что служит причиной развития силикоза (затрудняется дыхание).
Значительно реже при избытке кремния наблюдаются:
Источники в продуктах
Максимальное количество кремния содержится в нешлифованном рисе, овсяной крупе и просе. Пшеничные отруби и хлеб, сделанный из муки грубого помола, также являются доступным источником достаточного количества кремния. Включая в свой рацион шпинат, лук, сельдерей, морковь, огурцы, белокочанную капусту, человек получает данный микроэлемент. Молоко, мясо, яйца и другие продукты животного происхождения служат полноценными донорами кремния. Кроме вышеперечисленных источников, кремний содержится в следующих продуктах:
Важная особенность, которую необходимо отметить: мясная пища препятствует поступлению кремния в организм, несмотря на то, что сама является хорошим источником данного микроэлемента. Овощи и фрукты, содержащие в своем составе растительную клетчатку, улучшают всасывание кремния. Углеводная и рафинированная пища не способствует повышению содержания кремния в сыворотке крови.
Большое количество кремния содержат следующие лекарственные растения;
Взаимодействие с другими веществами
Антагонистом кремния является алюминий: повышения уровня алюминия в тканях приводит к снижению содержания кремния.
Важная особенность: мясная пища препятствует поступлению кремния в организм, несмотря на то, что сама является хорошим источником данного микроэлемента.
Овощи и фрукты, содержащие в своем составе растительную клетчатку, улучшают всасывание кремния. Кремний совместно с другими микроэлементами участвует в химических реакциях синтеза коллагена и эластина, входящих в состав соединительной ткани кожи, волос и ногтей.
Кремний взаимодействует с витаминами С, А, Е и усиливает их антиоксидантные свойства, заключающиеся в борьбе со свободными радикалами, которые инициируют развитие раковых заболеваний.
Оксид кремния взаимодействует в организме с тяжелыми металлами (свинец), обладающими токсическими свойствами, образует с ними устойчивые соединения, которые выводятся из организма почками.
Подводя итог всему вышесказанному, можно сделать один главный вывод: кремний – это основной микроэлемент жизни, без наличия которого невозможно оптимальное функционирование человеческого организма.
Вопрос-ответ
Каковы основные применения кремния в промышленности?
Кремний широко используется в производстве полупроводниковых устройств, таких как транзисторы и диоды, а также в солнечных панелях для преобразования солнечной энергии в электричество. Кроме того, он применяется в производстве стекла, керамики и силиконовых материалов, которые находят применение в различных отраслях, включая медицину и строительство.
Почему кремний считается важным элементом для технологий будущего?
Кремний является основным материалом для создания микросхем и интегральных схем, которые лежат в основе современных вычислительных технологий. С учетом роста спроса на электронику, искусственный интеллект и возобновляемые источники энергии, кремний будет играть ключевую роль в развитии новых технологий и улучшении их эффективности.
Каковы экологические аспекты добычи и переработки кремния?
Добыча кремния может иметь негативные последствия для окружающей среды, включая разрушение экосистем и загрязнение водоемов. Однако современные технологии переработки и производства стремятся минимизировать эти воздействия, используя более чистые методы и повторно используя материалы. Важно также учитывать, что кремний является abundantly available и может быть переработан, что снижает необходимость в первичной добыче.
Читайте также:
Советы
СОВЕТ №1
Изучите основные свойства кремния, такие как его полупроводниковые характеристики, чтобы лучше понять его применение в электронике и солнечной энергетике. Это поможет вам оценить важность кремния в современных технологиях.
СОВЕТ №2
Обратите внимание на экологические аспекты добычи и переработки кремния. Узнайте о методах, которые минимизируют воздействие на окружающую среду, и поддерживайте компании, которые следуют устойчивым практикам.
СОВЕТ №3
Следите за новыми исследованиями и разработками в области кремния, особенно в контексте нанотехнологий и новых материалов. Это поможет вам быть в курсе последних тенденций и инноваций в науке и технике.
Загрузка...
