کربن اکتیو یا کربن فعال چیست و چه کاربردهایی دارد؟

کربن گیاهی یا کربن فعال ماده‌ای متشکل از کربن با ساختار بسیار نامنظم و متخلخل است. یعنی این ماده ظرفیت جذب بالایی دارد که باعث می‌شود در زمینه‌های مختلف از صنعتی گرفته تا پزشکی قابل‌استفاده باشد. به دلیل این خاصیت به آن «اسفنج مولکولی» نیز می‌گویند. کربن اکتیو از چوب یا سایر منابع گیاهی به دست می‌آید و دارای خاصیت جذب مولکول‌های بسیار کوچک می‌باشد. این ساختار متخلخل دارای یک سطح خاص بزرگ است که به این کربن اجازه می‌دهد تا به‌عنوان یک تصفیه‌کننده و ضد سم عمل کند.

سابقه استفاده از کربن فعال

کربن اکتیو یک کشف بسیار قدیمی می‌باشد. تاریخچه آن با ذوب مس و برنز مرتبط است که برای تولید زغال‌سنگ سخت باکیفیت بالا، ضروری بود. این ماده به طور عمده برای تصفیه هوا، آب و غیره استفاده می‌شود. استفاده از این ماده برای این منظور، توسط چندین تمدن مستندشده است.

در مصر باستان، یونان باستان، هند و مایاهای آمریکای لاتین، زغال چوب فعال برای خواص دارویی آن استفاده می‌شد. مصریان از زغال چوب گیاهی به‌عنوان دارو برای درمان مشکلات روده و همچنین برای تصفیه آب استفاده می‌کردند. بقراط بزرگ قبلاً از این ماده در پزشکی استفاده می‌نمود.

در اروپا، زغال فعال توجه پزشکان و محققان را در قرن هجدهم جلب کرد. در آن زمان، روش‌ها و مصارف مختلف ساخت آن مورد آزمایش قرار گرفت و تحقیقات روی زغال فعال ادامه داشت!

تولید کربن فعال

زغال فعال از کربنیزه شدن چوب یا مواد گیاهی آلی مانند بلوط، توس، صنوبر، راش، کاج و بید ساخته می‌شود. همچنین می‌توان آن را از بامبو، پوسته نارگیل، هسته زیتون، پوسته بادام‌زمینی یا سایر منابع گیاهی مشابه تهیه کرد. در صنعت نیز می‌توان آن را از پسماندهای نفتی به دست آورد. انتخاب چوب یا ماده گیاهی، به نوع استفاده از کربن بستگی دارد.

برای به ‌دست‌آوردن زغال فعال، ماده گیاهی انتخا‌ شده در دمای بالا کلسینه می‌شود تا تخلخل ایجاد گردد. عناصر کلسینه‌شده در حالی‌که تبخیر می‌شوند، سلول‌هایی را در کربن ایجاد می‌کنند.

در مرحله دوم، کربن به‌صورت فیزیکی یا شیمیایی فعال خواهدشد. اگر فرایند فعال‌سازی فیزیکی باشد، کربن برای بار دوم کربنیزه و یک شوک حرارتی به آن وارد می‌گردد. این شوک در اثر جریان هوا یا تبخیر آب در دمای بسیار بالا ایجاد می‌شود.

نحوه عملکرد و کاربردها

کربن فعال میل ترکیبی با بسیاری از انواع مولکول‌ها دارد. بنابراین این ماده می‌تواند بسیاری از مواد مختلف را جذب کند. تخلخل آن سطحش را به‌شدت افزایش می‌دهد. در نتیجه این ماده می‌تواند هم‌زمان با چندین ماده تعامل داشته باشد. به لطف روش‌های مختلف تولید که برای مثال ممکن است شامل گنجاندن اتم‌هایی با خواص ضدعفونی‌کننده باشد، زمینه‌های کاربرد آن زیاد می‌شود.

از این کربن عمدتاً برای موارد زیر استفاده می‌گردد:

• تصفیه آب
• تصفیه فاضلاب
• تصفیه گاز، از جمله در فیلترهای تنفسی و سایر ماسک‌های فیلتر
• تصفیه طلا
• استخراج فلزات
• پارچه‌های محافظ برای ارتش
• کافئین زدایی
• درمان مسمومیت‌های حاد، بوی بد دهان، اسیدیته معده، یبوست (در صورت همراه با سوربیتول که ملین است) و سایر بیماری‌ها.

خواص و فواید در پزشکی

این ماده به‌ طور ویژه در مورد اختلالات مربوط به سیستم گوارش، کاربردهای فراوان دارد. از آن برای درمان موارد زیر استفاده می‌شود:

• مشکلات گوارشی
• اسهال حاد ناشی از داروها، سموم و میکروب‌ها
• کاهش نفخ، تورم شکم و آئروفاژی
• مقابله با علائم مربوط به ورم معده، درد شکم، رفلاکس و اسید معده

اگر مشکل اسهال شدید و مداوم ایجاد گردد، زغال فعال می‌تواند به محدودکردن اثرات و اختلالات مربوط به آن کمک کند. به‌ویژه در مواردی که اسهال ناشی از بیماری‌هایی مانند سندرم روده تحریک‌پذیر است.

جمع‌بندی

زغال فعال که کربن فعال یا کربن اکتیو نیز نامیده می‌شود، ماده‌ای است که از فراوری چوب و ضایعات آن به دست می‌آید. چوب موردنظر می‌تواند متعلق به گونه‌های مختلف (صنوبر، بید و غیره) باشد یا با خاک‌اره و پوسته میوه جایگزین گردد. کربن به‌ دست‌آمده پردازش خواهد شد تا تخلخل مشخصه‌اش به آن داده شود. این کار، سطح جاذب آن را به‌شدت افزایش می‌دهد. همچنین آن را به‌ویژه در بخش پزشکی، داروسازی و تصفیه آب و گازها مفید می‌سازد.

منابع:

📌 مطالب پیشنهادی :

• رزین کاتیونی چیست و چه کاربردی دارد؟
• جاذبهای کربن فعال ، زئولیت و رزین ها
• رزین آنیونی چیست و چه کاربردی دارد؟
• آب دیونیزه چیست و چه کاربردی دارد؟
• کاربرد پلی آلومینیوم کلراید یا پک چیست؟