علم سرامیک

فرمالدهید

فرمالدئید یک ترکیب آلی ساده با فرمول CH2O است. این ماده به علت خواص شیمیایی منحصر به فرد آن مورد علاقه ی پزشکان و دانشمندان و همچنین بسیاری از صنعت گران است.

فرمالدئید به طور طبیعی توسط جانداران و برخی از واکنش های شیمیایی غیر آلی تولید می شود. این ماده از طریق طیف سنجی در فضای بین ستارهای یافت شده است. فرمالدئید در مقادیر کم به وسیله ی بدن انسان نیز تولید می شود. با این حال، مانند بسیاری از مواد زائد بدن انسان، در غلظت های بالا سمی است. بدن ما فقط به اندازه ای فرمالدئید تولید می کند که به راحتی توسط کبد و کلیه ها کنترل شود.

تنفس فرمالدئید می تواند باعث تحریک ریه و سینوس شود، که گاهی اوقات شدید است. قرار گرفتن در معرض فرمالدئید برای مدت طولانی باعث افزایش خطر ابتلا به سرطان های خاص می شود. تزریق فرمالدئید (نوشیدن آن) می تواند مرگبار باشد.

با این حال، انسان ها هر روزه کاربرد های بیشتری را  برای فرمالدئید پیدا می کنند، در نتیجه به طور مصنوعی شروع به تولید آن کرده اند.

تصور می شود که قرار گرفتن در معرض فرمالدئید در درازمدت ممکن است خطر ابتلا به سرطان را افزایش دهد، و بسیاری از سازمان های نظارتی قوانین مربوط به مقدار قابل قبول فرمالدئید را در زندگی و فضای کاری به اجرا در می آورند. اتحادیه اروپا محصولاتی را که با فرمالدئید ساخته شده یا حاوی آن هستند ممنوع کرده است.

ساختار فرمالدئید

فرمالدئید شامل یک اتم کربن است که یک پیوند دوگانه با یک اتم اکسیژن دارد. دو ظرفیت باقی مانده کربن توسط دو اتم هیدروژن اشغال می شود.

طبیعت قطبی پیوند اکسیژن-کربن این ماده را تبدیل به یک ترکیب بسیار واکنش پذیر می کند. اتم اکسیژن نسبت به اتم کربن، الکترون ها را با قدرت بیشتری جذب می کند و منجر به بار منفی جزئی در یک انتهای ترکیب و بار مثبت در سمت دیگر می شود. این پدیده باعث می شود که این ماده به سایر مولکول های قطبی متصل شده و به پیشرفت برخی از واکنش ها کمک می کند.

اندازه مولکولی کوچک  فرمالدئید آن را قادر می سازد تا به راحتی به بافت ها و سایر مواد نفوذ کند، در حالی که طبیعت قطبی پیوند اکسیژن کربن آن را تبدیل به یک حلال با عملکرد بالا می کند. توانایی این ماده برای حل شدن و واکنش با بسیاری از ترکیبات دلیل بسیاری از کاربردهای فرمالدئید در زمینه های صنعتی و پزشکی است.

فرمالدئید خالص در دمای اتاق، یک ماده ی گازی است. برای کاربرد های علمی و صنعتی این ماده به شکل مایع مورد نیاز است. این امر یکی از دلایل کاربرد فراوان این ماده در صنعت است چرا که فرمالدئید سریع از محلول خارج می شود و زمانی که در معرض هوا قرار می گیرد به حالت گازی خود باز می گردد.

کاربرد های فرمالدئید

از آنجا که این ماده از لحاظ شیمیایی بسیار واکنش پذیر است، فرمالدئید دارای بسیاری از کاربردهای علمی و صنعتی است. این موارد عبارتند از:

کاربرد در بیولوژی

فرمالدئید اغلب در زیست شناسی برای حفظ نمونه های بافت استفاده می شود. فرمالدئید برای این منظور مفید است زیرا تمام باکتری ها و قارچ ها را می کشد و می تواند شکل نمونه و نیز پیوند با پروتئین ها و DNA را حفظ کند.

به همین دلیل، فرمالدئید در اغلب موارد در مایعات نگهدارنده ی بافت استفاده می شود و زمان فاسد شدن جسد انسان یا جیوان را برای مدت زیادی به تعویق می اندازد.

فرمالدئید به طور دائم از تجزیه بافت جلوگیری نمی کند و فقظ تجزیه ی آن را به تاخیر می اندازد. برای حفظ طولانی مدت نمونه ها، دانشمندان باید از فرآیندهای پلاستیك شدن استفاده كنند و بافت های نمونه را با پلیمرهای با دوام جایگزین می كنند.

دانشمندان همچنین در آنالیز ژنوم ها، روش های حفظ بافتی را ترجیح می دهند که اسیدهای نوکلئیک را حفظ کنند. فرمالدئید اسیدهای نوکلئیک را حفظ نمی کند و بنابراین برای حفظ نمونه های بافتی حاوی DNA یا RNA، ایده آل نیست. این ماده اغلب نیاز به اصلاحات ویژه ای برای غیر فعال کردن آنزیم های تجزیه کننده ی DNA و RNA درون سلول ها را دارد.

کاربرد در دارو ها

• به عنوان یک ضد عفونی کننده مورد استفاده قرار می گیرد، زیرا اکثر باکتری ها و قارچ ها را می کشد.
• مورد استفاده در درمان زگیل و برخی از انگل ها است.
• مورد استفاده در تولید و استریل کردن برخی از واکسن ها.
• پیش ماده های فرمالدئید گاهی بعنوان جایگزین برای آنتی بیوتیک ها در درمان عفونت های دستگاه ادراری استفاده می شود. کلیه این پیش ماده را به فرمالدئید تبدیل می کند که به جای گردش خون در داخل دستگاه ادراری دفع می شود.
• برای جلوگیری از رشد باکتری ها در برخی محصولات بهداشت شخصی استفاده می شود.

کاربردهای صنعتی

• به عنوان یک واکنش دهنده برای تولید بسیاری از مواد مصنوعی مانند رزین، پلاستیک و دیگر مواد شیمیایی صنعتی استفاده می شود.
• مورد استفاده برای بهبود لباس در ساخت پارچه مقاوم در برابر چین و چروک.
• مورد استفاده برای تولید مواد مورد استفاده در بخش های مختلف تولید خودرو.
• مورد استفاده در تولید تخته سه لا، موکت و عایق ساخت.
• مورد استفاده در تولید محصولات بهداشتی کاغذی مانند دستمال، حوله کاغذی و بافت های خاص.
• برای تولید مواد شیمیایی مورد استفاده در رنگ ها و مواد منفجره استفاده می شود.
• مورد استفاده برای جلوگیری از رشد باکتری و قارچ ها در خوراک حیوانات.
• مورد استفاده در توسعه برخی از انواع فیلم های عکاسی.

مضرات فرمالدئید

متاسفانه همان خواص فرمالدئید که آن را یک حلال، ضد عفونی کننده و نگهدارنده عالی می کند نیز می تواند برای سلامت انسان خطرناک باشد. در صورت مصرف خوراکی، این ماده برای انسان سمی است و می تواند موجب تحریک پوست، ریه ها و سینوسها شود که گاهی اوقات منجر به مشکلات بلند مدت می شود.

دولت ایالات متحده فرمالدئید را به عنوان یک ماده ی سرطان زا توصیف می کند، به این معنی است که خطر ابتلا به سرطان برای کسانی که مکررا با این ماده سر و کار دارند، افزایش می دهد. به افرادی که به دلیل شغل خود به طور منظم با فرمالدئید سر و کار دارند، توصیه می شود که از ابزار ایمنی مناسب استفاده کنند.

قرار گرفتن در معرض بخارات فرمالدئید ممکن است باعث ایجاد آسم شود و حساسیت موقت یا دائمی برای سینوس ها و پوست را ایجاد کند. در ایالات متحده، ساختمان ها تحت نظارت قرار می گیرند تا اطمینان حاصل شود که هوا آن ها حاوی مقادیر زیادی فرمالدئید نیست، زیرا فرمالدئید در تولید و اتمام بسیاری از مصالح ساختمانی استفاده می شود.

اتحادیه اروپا به علت نگرانی های مربوط به ایمنی این ماده واردات برخی محصولات فرمالدئید را ممنوع کرده است.