Elektronik
Den högteknologiska sektorns antagande av titeln Silicon Valley understryker vikten av kisel i modern teknik. Rent kisel, det vill säga i huvudsak rent kisel, har den unika förmågan att diskret kunna styra antalet och laddningen av strömmen som passerar genom den. Detta gör att kisel spelar en roll av yttersta vikt i enheter som transistorer, solceller, integrerade kretsar, mikroprocessorer och halvledarenheter, där sådan strömkontroll är en nödvändighet för korrekt prestanda. Halvledare exemplifierar användningen av kisel i modern teknik.
Halvledare
Halvledare är unika material som varken har den elektriska ledningsförmågan hos en ledare eller en isolator. Halvledare ligger någonstans mellan dessa två klasser, vilket ger dem en mycket användbar egenskap. Halvledare kan manipulera elektrisk ström. De används för att likrikta, förstärka och växla elektriska signaler och är därför integrerade komponenter i modern elektronik.
Halvledare kan tillverkas av en mängd olika material, men majoriteten av halvledare är gjorda av kisel. Men halvledare är inte gjorda av silikater, eller silaner eller silikoner; de är gjorda av rent kisel, det vill säga i huvudsak ren kiselkristall. Liksom kol kan kisel göra en diamantliknande kristall. Denna struktur kallas ett kiselgitter. Kisel är perfekt för att göra denna gitterstruktur eftersom dess fyra valenselektroner gör att den kan binda perfekt till fyra av sina kiselgrannar.
Detta kiselgitter är dock i huvudsak en isolator, eftersom det inte finns några fria elektroner för någon laddningsrörelse, och är därför inte en halvledare. Denna kristallina struktur förvandlas till en halvledare när den är dopad. Dopning avser en process genom vilken föroreningar förs in i ultrarent kisel och därigenom ändrar dess elektriska egenskaper och förvandlar det till en halvledare. Doping förvandlar rent kisel till en halvledare genom att lägga till eller ta bort ett väldigt, väldigt litet antal elektroner, vilket gör det varken till en isolator eller en ledare, utan en halvledare med begränsad laddningsledning. Subtil manipulation av rena kiselgitter via dopning genererar det stora utbudet av halvledare som modern elektrisk teknik kräver.
Halvledare är gjorda av kisel av två grundläggande skäl. Kisel har de egenskaper som behövs för att göra halvledare, och kisel är det näst vanligaste grundämnet på jorden.
Glasögon
Glas är ett annat kiselderivat som används allmänt av dagens samhälle. Om sand, en kiseldioxidavlagring, blandas med natrium- och kalciumkarbonat vid temperaturer nära 1500 grader Celsius, bildas glas när den resulterande produkten svalnar. Glas är ett särskilt intressant tillstånd av kisel. Glas är unikt eftersom det representerar en fast icke-kristallin form av kisel. De tetraedriska silikaelementen binder samman, men i inget grundläggande mönster bakom bindningen.
Slutresultatet av denna unika kemiska struktur är det ofta spröda, typiskt optiskt transparenta materialet som kallas glas. Detta kiseldioxidkomplex kan hittas praktiskt taget var som helst där mänsklig civilisation finns.
Glas kan fläckas genom att tillsätta kemiska föroreningar till den basala kiseldioxidstrukturen.
Tillsatsen av även lite Fe2O3 till rent kiselglas ger det resulterande blandade glaset en distinkt grön färg.
Fiberoptik
Moderna fiberoptiska kablar måste vidarebefordra data via oförvrängda ljussignaler över stora avstånd. För att utföra denna uppgift måste fiberoptiska kablar vara gjorda av speciellt ultrahögrent glas. Hemligheten bakom detta glas med ultrahög renhet är ultraren kiseldioxid. För att få fiberoptiska kablar att uppfylla driftsstandarder har föroreningsnivåerna i kiseldioxiden i dessa fiberoptiska kablar reducerats till delar per miljard. Denna renhetsnivå möjliggör det stora kommunikationsnätverk som vårt samhälle har kommit att ta för givet.
Keramik
Kisel spelar en viktig roll i byggbranschen. Kisel, närmare bestämt kiseldioxid, är en primär ingrediens i byggnadskomponenter som tegel, cement, keramik och kakel.
Dessutom är silikater, speciellt kvarts, mycket termodynamiskt stabila. Detta översätts till kiselkeramik med hög värmetolerans. Denna egenskap gör kiselkeramik särskilt användbar för allt från rymdskeppsskrov till motorkomponenter.
Polymerer
Silikonpolymerer representerar en annan aspekt av silikons användbarhet. De kännetecknas generellt av deras flexibilitet, motståndskraft mot kemiska angrepp, ogenomtränglighet för vatten och deras förmåga att behålla sina egenskaper vid både höga och låga temperaturer. Denna mängd egenskaper gör silikonpolymerer mycket användbara. De används i isolering, köksredskap, högtemperatursmörjmedel, medicinsk utrustning, tätningsmedel, lim och till och med som ett alternativ till plast i leksaker.