二氧化硅是一种由硅和氧组成的无机化合物，化学式为SiO₂，在自然界中广泛存在于石英、沙子、水晶等矿物质中。作为地壳中含量最丰富的化合物之一，二氧化硅不仅构成了许多岩石和矿物的主要成分，还在现代工业中扮演着重要角色。它的晶体结构具有高度稳定性，莫氏硬度达到7（仅次于金刚石和刚玉），这使得二氧化硅成为制造玻璃、陶瓷等材料的关键原料。
从物理性质来看，二氧化硅的熔点高达1713°C（α-石英），具有优异的耐高温特性。根据不同的结晶形态，可分为晶态（如石英、鳞石英）和非晶态（如熔融石英玻璃）。需要特别注意的是，纳米级二氧化硅（粒径1-100nm）因其巨大的比表面积和表面活性，被广泛应用于橡胶增强、涂料增稠等工业领域。近年来气相法白炭黑（粒径7-40nm）更成为高端硅橡胶不可替代的补强填料。
在生物医药领域，二氧化硅因其良好的生物相容性而被用于药物载体。介孔二氧化硅（孔径2-50nm）因其规则的孔道结构，能够实现药物的精准装载和可控释放。而在电子工业中，高纯度二氧化硅（纯度99.999%）是制造半导体芯片的重要绝缘材料，其制备的二氧化硅薄膜（厚度纳米级）作为栅极介质直接影响着晶体管的性能。
日常生活中最常见的二氧化硅应用当属玻璃制品，普通钠钙玻璃中二氧化硅含量约占70-75%。近年来，随着纳米技术的发展，疏水型二氧化硅（接触角>150°）被用于制造自清洁玻璃表面。而在食品工业中，食品级二氧化硅（E551）作为抗结剂广泛应用于粉末食品，其安全用量一般控制在2%以下。需要注意的是，长期吸入结晶型二氧化硅粉尘可能导致矽肺病，这在工作场所防护中需要重点防范。
