کربن اکتیو یا کربن فعال و کاربردهای آن

کربن فعال یا کربن اکتیو که با نام شارکول فعال نیز شناخته می شود از مواد غنی از کربن که در دمای بالا سوزانده می شوند، به دست می آید.

کربن فعال در محصولات مراقبت از پوست، کالاهای پخته شده، نوشیدنی ها و سیستم های تصفیه آب مورد استفاده قرار می گیرد. کربن اکتیو از سوزاندن نارگیل، پسته، چوب سخت و نرم، زغال سنگ، هسته زیتون و انوع مواد خاص کربنی به دست می آید. مکانیسم های فعال سازی شیمیایی یا درجه حرارت بالا، کربن فعال را از این مواد خام اولیه تولید می کند.

کربن اکتیو پس تولید با مواد افزودنی دیگری مانند نمک های کلرید ترکیب می شود تا ساختاری متخلل ایجاد شود و مواد اضافی آن با یک محلول اسیدی رقیق شسته می شود تا کربن خالص باقی بماند.کربن فعال می تواند با قرار گرفتن در معرض گازهای اکسیدکننده مانند بخار یا دی اکسید کربن بیشتر پردازش شود تا شبکه ای ظریف تر از منافذ در ساختار آن ایجاد شود و در نتیجه مساحت سطحی آن افزایش یابد.

کربن فعال به دلیل دارا بودن حفره های فراوان در سطح خود نسبت سطح به حجم بالایی دارد بنابراین می تواند مانند اسفنج مواد شیمیایی را جذب کند و به همین جهت به عنوان فیلتر در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد.

کاربردهای کربن اکتیو در پزشکی:
کربن فعال برای درمان بیمارانی که با داروهای خاص مسموم می شوند یا اور دوز می کنند مورد استفاده قرار می گیرد. برای این منظور پودر کربن فعال در آب و مایعات دیگر حل شده و به مریض خورانده می شود تا دستگاه گوارش را از سموم پاک کند.

کربن اکتیو مانند اسفنج عمل می کند بدین صورت که ذرات سم به سطح کربن فعال چسبیده و کمتر جذب بدن می شوند. این کار به بهترین وجه برای سموم آلی ( ترکیبات حاوی کربن، هیدروژن، اکسیژن یا ازت) صورت می گیرد. بسته به نوع مسمومیت، مصرف کربن فعال در صورت مصرف کافی و سریع می تواند یک راه موثر برای نجات فرد باشد.

با تمام خواص ذکر شده در رابطه با کربن فعال شواهد بسیار کمی در این رابطه وجود دارد که این ماده بتواند در مواردی مانند درمان کلسترول بالا، اسهال یا یبوست، نفخ یا سوء هاضمه مؤثر باشد.

انواع مختلف کربن فعال و کاربردهای آن:
کربن فعال عمدتاً به سه شکل پودر، گرانول و اکسترود وجود دارد که هر یک از انواع آن در اندازه های مختلف در دسترس هستند و براساس نوع کاربرد مورد استفاده قرار می گیرند. کربن اکتیو برای تصفیه مایعات و گازها و در کاربردهای مختلف از جمله تصفیه آب آشامیدنی شهری، فرآوری مواد غذایی و آشامیدنی، دفع بو و کنترل آلودگی صنعتی استفاده می شود.

این ماده در تولید محصولات ارگانیک دامی و کشاورزی مورد استفاده قرار می گیرد. در کشاورزی از آن به عنوان سموم دفع آفات استفاده می کنند و در دامپروری به عنوان افزودنی غذایی به خوراک دام ها اضافه می شود. فیلترهای ساخته شده از کربن فعال در تصفیه هوا و گاز برای جذب بخارات نفتی، بوها و دیگر هیدروکربن ها مورد استفاده قرار می گیرند.

کربن اکتیو در تولید خمیردندان های سفید کننده دندان و فیلتر ماسک های تنفسی، حذف بو و طعم از انواع نوشیدنی، تصفیه محلول های آبکاری فلزات، کروماتوگرافی، سفید کردن قند و شکر و تصفیه محلول های آلی که حاوی ناخالصی های رنگی هستند، استفاده می شود.

کاربردهای کربن اکتیو در صنایع مختلف:
کاربرد صنعتی:
کاربرد عمده صنعتی این ترکیب شامل استفاده از کربن فعال در پرداخت فلزات برای تصفیه محلول های آبکاری است. این روش اصلی تصفیه برای حذف ناخالصی های آلی از محلول های روشن پوشش نیکل است. تجمع بیش از حد ناخالصی ها در محلول می تواند بر کیفیت آبکاری و خصوصیات فیزیکی فلز رسوب شده تأثیر منفی بگذارد. تیمار کربن فعال چنین ناخالصی هایی را از بین می برد و عملکرد آبکاری را به سطح مطلوب باز می گرداند.

کاربرد پزشکی:
از کربن فعال برای معالجه مسمومیت ها و مصرف دوزهای زیاد داروها به صورت خوراکی استفاده می شود. قرص یا کپسول کربن فعال در بسیاری از کشورها به عنوان داروی بدون نسخه برای درمان اسهال، سو هاضمه و نفخ شکم استفاده می شود. با این وجود، زغال فعال هیچ تأثیری بر روی گاز روده و اسهال ندارد و اگر مسمومیت ناشی از بلع مواد خورنده، اسید بوریک، فرآورده های نفتی باشد، به طور معمول از نظر پزشکی بی اثر است و به ویژه در برابر مسمومیت های اسیدهای قوی یا قلیایی، سیانید، لیتیوم، آرسنیک، متانول، اتانول یا اتیلن گلیکول و آهن تأثیری ندارد.

کربن فعال مانع جذب این مواد شیمیایی در بدن انسان نخواهد شد. این دارو در فهرست داروهای ضروری سازمان بهداشت جهانی، ایمن ترین و موثرترین داروهای مورد نیاز در یک سیستم بهداشتی است. کاربرد نادرست (به عنوان مثال در ریه ها) منجر به آسپیراسیون ریوی می شود که در صورت عدم شروع درمان فوری پزشکی، گاهی اوقات می تواند کشنده باشد.

کاربرد در شیمی تجزیه:
کربن فعال در ترکیب با سلیتیت، به عنوان فاز ساکن در کروماتوگرافی فشار پایین با استفاده از محلول های اتانول (5-50٪) به عنوان فاز متحرک در پروتکل های تحلیلی یا مقدماتی مورد استفاده قرار می گیرد.

کربن فعال برای استخراج داروهای ضد انعقاد مستقیم خوراکی (DOAC) مانند دبیگاتران، آپیکسابان مفید است زیرا هیچ تأثیری بر عوامل لخته کننده خون ندارد.

کاربرد زیست محیطی:
کربن فعال کاربردهای بی شماری در حذف آلاینده ها از جریان های هوا یا آب در مزرعه و همچنین در فرآیندهای صنعتی مانند پاکسازی نشت مواد، تصفیه آب زیرزمینی، فیلتر آب آشامیدنی و تصفیه هوا ترکیبات آلی و فرار رنگ آمیزی، خشکشویی، عملیات توزیع بنزین و سایر فرآیندها دارد. فیلتراسیون کربن فعال به عنوان یک روش موثر برای تصفیه آب استفاده می شود و برای اندازه گیری غلظت رادون در هوا نیز کاربرد دارد.

کاربرد در کشاورزی:
کربن فعال ماده مجازی است که توسط کشاورزان ارگانیک در تولید دام و شراب سازی استفاده می شود. در تولیدات دامی از آن به عنوان سموم دفع آفات، مواد افزودنی خوراک دام، کمک فرآوری، ماده غیرکشاورزی و ضد عفونی کننده استفاده می شود. در شراب سازی آلی به عنوان یک عامل فرآوری برای جذب رنگدانه های قهوه ای رنگ استفاده شود.

از فیلترهای کربن فعال می توان برای فیلتر کردن ودکا و ویسکی از ناخالصی های آلی استفاده کرد که می تواند بر رنگ، طعم و بو تأثیر بگذارد. عبور یک ودکا ناخالص ارگانیک از طریق فیلتر کربن فعال با سرعت جریان مناسب منجر به تولید ودکا با محتوای الکل متعادل و افزایش خلوص آلی به میزان قابل توجهی خواهد شد.

کاربرد در تصفیه گاز:
فیلترهای کربن فعال معمولاً در تصفیه هوای فشرده و گاز استفاده می شود. در متداول ترین طرح ها از فیلتراسیون یک یا دو مرحله ای استفاده می شود. از فیلترهای کربن فعال برای نگهداری گازهای رادیواکتیو در هوای وکیوم شده توربین راکتور آب جوش هسته ای استفاده می شود تا مواد جامد در ذرات ذغال گیر کرده و هوای فیلتر شده از آن عبور کند.

کاربرد در تصفیه شیمیایی:
کربن فعال معمولاً در مقیاس آزمایشگاهی برای تصفیه محلول های آلی حاوی ناخالصی های آلی رنگی استفاده می شود. فیلتراسیون روی کربن فعال در فرآیندهای شیمیایی و دارویی به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد.

عوارض و خطرات کربن اکتیو:
کربن فعال یک ماده بی خطر تلقی می شود و بندرت باعث عوارض جانبی خواهد شد. برخی عوارض جانبی ناخوشایند این ماده شامل تهوع و استفراغ، یبوست و مدفوع سیاه هستند. علاوه بر این، کربن اکتیو ممکن است علائم بیماری را در افراد مبتلا به پورفیری واریگات، بیماری ژنتیکی نادر که روی پوست، روده و سیستم عصبی تأثیر می گذارد، بدتر کند.

زغال فعال برای اکثر بزرگسالان هنگام استفاده از طریق دهان در کوتاه مدت به احتمال زیاد ایمن است. عوارض جانبی مصرف ذغال فعال از طریق دهان شامل یبوست و مدفوع سیاه است. عوارض جانبی جدی تر، اما نادر، کند شدن یا انسداد دستگاه روده، نارسایی ریه ها و کمبود آب بدن است. زغال فعال برای بیشتر بزرگسالان وقتی روی زخم قرار می گیرد به احتمال زیاد ایمن است.

بهتر است بدانید:
زغال فعال در صورت بارداری یا شیردهی در کوتاه مدت ممکن است بی خطر باشد، اما قبل از استفاده در صورت بارداری با متخصص بهداشت خود مشورت کنید. در صورت داشتن هرگونه انسداد روده (انسداد دستگاه گوارش (GI) یا حرکت آهسته غذا از طریق روده) از زغال فعال استفاده نکنید.همچنین، اگر شرایطی دارید که سرعت عبور غذا از روده را کاهش می دهد (کاهش پریستالیست)، از زغال فعال استفاده نکنید، مگر اینکه تحت مراقبت های بهداشتی باشید.

زغال فعال مواد موجود در معده و روده را جذب می کند. مصرف زغال فعال به همراه داروهایی که از طریق دهان مصرف می شوند، می تواند میزان دارو را در بدن شما را کاهش دهد و اثربخشی دارو را کاهش دهد. برای جلوگیری از این تداخل، حداقل یک ساعت پس از مصرف داروهای خوراکی از زغال فعال استفاده کنید.

تا به امروز هیچ مطالعه ای در رابطه عوارض جانبی مصرف کربن فعال در سطوحی که در محصولات پزشکی استفاده شده یا به عنوان عامل سم زدایی مصرف می شود، وجود ندارد. حتما به این نکته توجه داشته باشید که مصرف خوراکی این ماده می تواند تأثیر داروهای خوراکی شما را کاهش دهد بنابراین پیش از مصرف آن با پزشک مشورت کنید.