يدخل سوق زيت السيليكون العالمي مرحلة نمو سريع، مدفوعاً بالطلب المتزايد من قطاعي الطاقة الجديدة والإلكترونيات، في حين يُحدث الابتكار الأخضر تحولاً في سلسلة التوريد.

نظرة عامة على الصناعة: من الإضافات الصناعية إلى المواد الاستراتيجية عالية التقنية

يُعد زيت السيليكون (بولي ثنائي ميثيل سيلوكسان، PDMS) أحد أكثر منتجات السيليكون العضوية استخدامًا، ويشهد تحولًا سريعًا من مادة مضافة صناعية تقليدية إلى مادة أساسية في قطاعات التكنولوجيا المتقدمة. يتميز هذا البولي سيلوكسان الخطي، المبني على هيكل سيلوكسان مع مجموعات جانبية عضوية، بثبات حراري فائق، وعزل كهربائي ممتاز، وخمول بيولوجي، ونشاط سطحي عالٍ. هذه الخصائص تجعله لا غنى عنه في مجالات مثل الطاقة المتجددة، والإلكترونيات، والعناية الشخصية، والتصنيع المتقدم. ومع تزايد الطلب العالمي على المواد عالية الأداء، وتحقيق الصين تقدمًا كبيرًا في مجال التصنيع الأخضر، تدخل صناعة زيت السيليكون مرحلة تاريخية من التحديث الهيكلي تركز على المنتجات عالية النقاء والمعدلة وظيفيًا.

1. الأداء الأساسي والقيمة متعددة الأبعاد

زيت السيليكون سائل شفاف عديم الرائحة، ويمكن ضبط لزوجته بدقة ضمن نطاق واسع. يمنحه تركيبه الجزيئي - الذي يتناوب فيه ذرات السيليكون والأكسجين مع مجموعات الميثيل - مزيجًا فريدًا من الخصائص:

يحافظ هذا الزيت على لزوجة وأداء ثابتين في نطاق درجات حرارة يتراوح بين -50 درجة مئوية و200 درجة مئوية، متجاوزًا بذلك نطاق تشغيل الزيوت العضوية التقليدية. كما يتميز بعزل كهربائي فائق وثبات عازل ممتاز، حيث تتجاوز مقاومته الحجمية عادةً 1 × 10¹⁵ أوم·سم. وهو خامل فيزيولوجيًا، وغير سام، وغير مهيج، ومناسب للاستخدامات الطبية والشخصية. ويُوفر توتره السطحي المنخفض جدًا، الذي يبلغ حوالي 21 ملي نيوتن/متر، خصائص ممتازة في التحرير، وإزالة الرغوة، والتشحيم. إضافةً إلى ذلك، فهو مقاوم للأكسدة، والأشعة فوق البنفسجية، ومعظم المواد الكيميائية، مما يضمن استقراره على المدى الطويل.

2. ديناميكيات السوق: منطقة آسيا والمحيط الهادئ تتصدر المشهد، والتطبيقات المتطورة تدفع القيمة

بلغت قيمة سوق زيت السيليكون العالمي حوالي 8.5 مليار دولار أمريكي في عام 2024، ومن المتوقع أن تصل إلى حوالي 9.2 مليار دولار أمريكي في عام 2025، ما يعكس معدل نمو سنوي مركب يبلغ حوالي 8.2%. وبحلول عام 2030، من المتوقع أن يتجاوز حجم السوق الإجمالي 12.8 مليار دولار أمريكي.

ويتحول الطلب بعيدًا عن استخدامات المنسوجات ومواد التشحيم التقليدية نحو القطاعات الأسرع نموًا مثل الطاقة الجديدة والإلكترونيات. ومن المتوقع أن يمثل هذان القطاعان معًا حوالي 38% من الطلب بحلول عام 2025، ارتفاعًا من 32% في عام 2023، مع نمو سنوي يتجاوز 18%. وتمثل منتجات العناية الشخصية ومستحضرات التجميل حوالي 25% من السوق، في حين تمثل المنتجات الطبية والغذائية ومواد البناء حوالي 20% و12% على التوالي.

أصبحت الصين أكبر منتج لزيت السيليكون في العالم، إذ تستحوذ على أكثر من 60% من الطاقة الإنتاجية العالمية. وفي عام 2024، صدّرت الصين ما يزيد عن 450 ألف طن من زيت السيليكون والمنتجات ذات الصلة، بشكل رئيسي إلى أوروبا وأمريكا الشمالية وجنوب شرق آسيا. وبفضل الابتكار المستمر، باتت الشركات الصينية الرائدة قادرة على توفير منتجات عالية الجودة للاستخدامات الإلكترونية، بمحتوى أيوني معدني أقل من 0.1 جزء في المليون، وبدرجات نقاء عالية مناسبة للزراعات الطبية.

من حيث الأسعار، يُباع زيت السيليكون ثنائي الميثيل القياسي عادةً بسعر يتراوح بين 3500 و5000 دولار أمريكي للطن. أما الأنواع الوظيفية، مثل زيوت السيليكون المعدلة بالأمين أو الإيبوكسي، فتُباع بسعر أعلى بمرتين إلى أربع مرات، بينما قد تصل أسعار المواد فائقة النقاء المستخدمة في أشباه الموصلات والاستخدامات الطبية إلى أكثر من عشرة أضعاف.

3. التقدم التكنولوجي: التصنيع الأخضر والوظائف الدقيقة

يواجه إنتاج زيت السيليكون التقليدي، القائم على التحلل المائي والتكثيف المتعدد لثنائي كلورو ثنائي ميثيل سيلان، مشكلاتٍ مثل النفايات المحتوية على الكلور ومعالجة المنتجات الثانوية المعقدة. وتُعيد التطورات التكنولوجية الحديثة تشكيل هذه الصناعة.

تُتيح طرق التخليق الأخضر الخالية من الكلور، باستخدام الألكوكسيسيلانات والمحفزات الحديثة كالسوائل الأيونية، إنتاجًا أنظف وأكثر استدامة، كما تُقلل من تصريف مياه الصرف الصحي بأكثر من 70%. وتُحافظ عمليات التنقية المتكاملة، التي تجمع بين التقطير الجزيئي متعدد المراحل والامتزاز الانتقائي والترشيح الغشائي، على مستويات أيونات المعادن دون 0.05 جزء في المليون، وتُخفض المحتوى المتطاير إلى أقل من 50 جزء في المليون. وفي الوقت نفسه، يُتيح التطعيم التحفيزي المتقدم تحكمًا دقيقًا في نوع وتوزيع المجموعات الوظيفية، مما يُتيح أداءً مُخصصًا. كما ساهمت الابتكارات في تصميم المُبادرات والمفاعلات في إنتاج زيوت السيليكون فائقة اللزوجة (أكثر من مليون سنتي ستوك) بكفاءة عالية، مما كسر احتكارات أجنبية راسخة.

4. توسيع نطاق التطبيقات: من التصنيع الإضافي إلى التكنولوجيا التمكينية

في قطاع الطاقة الجديدة، يُستخدم زيت السيليكون في تغليف الوحدات الكهروضوئية لتوفير مقاومة للعوامل الجوية لعقود من الزمن، وفي بطاريات الليثيوم كمضافات إلكتروليتية، ومواد رابطة عالية الحرارة، وطلاءات عازلة، وفي المركبات الكهربائية كمواد توصيل حراري، وعزل الكابلات، وتشريب المحركات.

في مجال الإلكترونيات وأشباه الموصلات، يعتبر هذا الأمر ضرورياً لإدارة الحرارة باعتباره السائل الأساسي للشحوم والوسادات الحرارية، ولتطبيقات العمليات مثل زيوت مضخات الانتشار وسوائل منع التسرب الفراغي، وللتغليف والطلاءات الواقية التي تحمي من الرطوبة والغبار والاهتزاز.

في مجال العناية الشخصية، يمنح زيت السيليكون منتجات البشرة والشعر ملمسًا ناعمًا غير دهني، ويعمل كحاجز وناقل في مستحضرات التجميل الملونة. في الصناعات التحويلية المتقدمة، يُستخدم كعامل فصل للرغوات والمواد المركبة، ومادة تشحيم عالية الحرارة في معالجة المنسوجات، وسائل تخميد للأدوات الدقيقة. كما يُستخدم في المنتجات الطبية والغذائية، في قواعد المراهم، وتشحيم الأجهزة الطبية، وعوامل فصل في معالجة الأغذية، ومضادات الرغوة.

5. التوقعات: الأداء والاستدامة وأمن سلسلة التوريد

سيقود النمو المستقبلي التحول العالمي في قطاع الطاقة وأهداف خفض الانبعاثات الكربونية، مما يُسرّع الطلب على المواد عالية الأداء في مجال الخلايا الكهروضوئية وتخزين الطاقة والمركبات الكهربائية. كما يُعزز انتشار تقنية الجيل الخامس (5G) وخوادم الذكاء الاصطناعي وتقنيات الواقع المعزز/الواقع الافتراضي والتغليف المتقدم الحاجة إلى مواد إدارة الحرارة وزيوت السيليكون الإلكترونية. في الوقت نفسه، تُشجع اللوائح البيئية والطبية ولوائح سلامة الأغذية الأكثر صرامة على استبدال المكونات التقليدية بزيوت سيليكون عالية النقاء ومتوافقة حيوياً.

ومع ذلك، لا تزال هناك تحديات. يعتمد هذا القطاع بشكل كبير على استقرار إمدادات المواد الخام الأولية، مثل السيليكون المعدني والميثانول، والمواد الوسيطة الرئيسية مثل ثنائي ميثيل ثنائي كلورو سيلان. كما تتطلب الأسواق الراقية في أشباه الموصلات والسيارات والأجهزة الطبية دورات اعتماد طويلة وتعاونًا وثيقًا مع المستخدمين النهائيين. ورغم ريادة الصين في حجم الإنتاج، إلا أنه لا يزال هناك حاجة إلى مزيد من التقدم في تنويع المنتجات الراقية، وتعزيز الوعي بالعلامة التجارية، وتقديم الخدمات التقنية على مستوى التطبيقات.