二氧化硅是一種由硅和氧組成的無機化合物，化學式為SiO?，在自然界中廣泛存在于石英、沙子、水晶等礦物質中。作為地殼中含量最豐富的化合物之一，二氧化硅不僅構成了許多巖石和礦物的主要成分，還在現代工業中扮演著重要角色。它的晶體結構具有高度穩定性，莫氏硬度達到7（僅次于金剛石和剛玉），這使得二氧化硅成為制造玻璃、陶瓷等材料的關鍵原料。

從物理性質來看，二氧化硅的熔點高達1713°C（α-石英），具有優異的耐高溫特性。根據不同的結晶形態，可分為晶態（如石英、鱗石英）和非晶態（如熔融石英玻璃）。需要特別注意的是，納米級二氧化硅（粒徑1-100nm）因其巨大的比表面積和表面活性，被廣泛應用于橡膠增強、涂料增稠等工業領域。近年來氣相法白炭黑（粒徑7-40nm）更成為高端硅橡膠不可替代的補強填料。

在生物醫藥領域，二氧化硅因其良好的生物相容性而被用于藥物載體。介孔二氧化硅（孔徑2-50nm）因其規則的孔道結構，能夠實現藥物的精準裝載和可控釋放。而在電子工業中，高純度二氧化硅（純度99.999%）是制造半導體芯片的重要絕緣材料，其制備的二氧化硅薄膜（厚度納米級）作為柵極介質直接影響著晶體管的性能。

日常生活中最常見的二氧化硅應用當屬玻璃制品，普通鈉鈣玻璃中二氧化硅含量約占70-75%。近年來，隨著納米技術的發展，疏水型二氧化硅（接觸角>150°）被用于制造自清潔玻璃表面。而在食品工業中，食品級二氧化硅（E551）作為抗結劑廣泛應用于粉末食品，其安全用量一般控制在2%以下。需要注意的是，長期吸入結晶型二氧化硅粉塵可能導致矽肺病，這在工作場所防護中需要重點防范。