موضوعات اصلي
نگاهی به خواص و کاربردهای مواد مختلف و تاثیر آن بر زندگی روزمره ....
همه مولکول ها خواص یکسانی ندارند. برخی مولکول ها جان میلیون ها نفر را نجات داده اند، برخی محیط زیست را به نابودی کشانده و برخی دیگر جهان ما را رنگین کرده اند. در اینجا چند مولکول را انتخاب کردیم که مسیر تاریخ بشر را تغییر داده اند.
● پنی سیلین (R-C۹H۱۱N۲O۴S)
در سال ۱۹۲۸ که الکساندر فلمینگ، میکروبیولوژیست بریتانیایی، پنی سیلین را به طور اتفاقی کشف کرد، هیچ گاه نمی توانست تاثیر آن را بر پزشکی نوین تصور کند. فلمینگ دریافت که در ظرف پتری حاوی کپک، باکتری رشد نمی کند. به این ترتیب وی نخستین آنتی بیوتیک جهان را کشف کرد. پیش از دهه ۱۹۴۰ که استفاده از پنی سیلین رواج یافت زخم و جرات و بیماری هایی مانند سیفیلیس مرگبار بود، اما از زمان استفاده از این دارو، تاکنون جان ۲۰۰ میلیون نفر از مرگ نجات یافته است.
● سدیم کلرید (NaCl)
نمک مسیر تمدن نوین بشر را هموار کرد. بشر از چهار هزار سال پیش از نمک برای نگهداری سبزی و گوشت استفاده می کرد. پیشینیان ما توانستند با استفاده از نمک مواد غذایی را برای روزگار سختی ذخیره کنند، به سفرهای طولانی بروند و در وضعیت های آب و هوایی دشوار زنده بمانند. علاوه بر این یکی از اجزای مهم برای تولید مواد شیمیایی مختلف از جمله صابون و کاغذ است. تقاضا برای مصرف نمک چنان بالاست که تنها در سال ۲۰۰۶، ۲۴۰ میلیون تن نمک تولید شد. . 
● پتاسیم نیترات (KNO۳)
پتاسیم نیترات یکی از اجزای مهم باروت است و بشر توانست با استفاده از آن گلوله را از اسلحه شلیک کند، به همین دلیل چهره میدان جنگ تغییر کرد. امروزه حدود ۵۰۰ میلیون قبضه سلاح سبک در اختیار مردم است که باعث می شود دست کم هزار فقره قتل در هر روز اتفاق بیفتد. به احتمال بسیار، فرمول باروت در قرن هشتم کشف شد، اما برای اولین بار در قرن سیزدهم برای شلیک توپ از آن استفاده شد.
● آسپیرین (C۹H۸O۴)
آسپیرین پرکاربردترین دارو در جهان است و هر ساله بیش از ۱۰۰ میلیارد قرص از آن مصرف می شود. جزء فعال این دارو که در پوست درخت بید یافت می شود، از قرن پنجم پیش از میلاد برای درمان سنتی بیماری ها استفاده می شد. اما تا سال ۱۸۹۷ که فلیکس هافمن شیمیدان آلمانی آسپیرین را به روش آزمایشگاهی به شکل خالص و پایدار آن تولید کرد، استفاده از آن فراگیر نشد. این دارو اولین داروی سنتزی جهان نیز محسوب می شود. هم اکنون آسپیرین برای درمان بیماری های بسیار گوناگون، از تب و آرتروز (التهاب مفاصل) گرفته تا پیشگیری از حمله قلبی، سکته و جنون کاربرد دارد.
● سدیم استئارات (NaC۱۸H۳۵O۲)
بسیار دشوار است که چگونگی زندگی بشر را پیش از ابداع صابون تصور کنیم. در آن زمان هم رعایت دقیق بهداشت برای جلوگیری از رشد و گسترش بیماری ها بسیار مهم بود. راز کارکرد جادویی سدیم استئارات (جزء فعال صابون) کمک به حل شدن چربی در آب است. طبق نظر بنیاد کودکان سازمان ملل، شستن دست ها با صابون با کاهش آلودگی ها، از حدود ۴/۱ میلیون فقره مرگ در هر سال می کاهد.
● سیلیسیم (Si)
ساخت نخستین ترانزیستور سیلیکونی در سال ۱۹۵۴ راهی را آغاز کرد که امروزه به بازار جهانی ۱۶۰ میلیارد دلاری صنایع نیمه رسانا ختم شده است. سیلیسیم یکی از اجزای مهم تراشه های کامپیوتری و مدارها است و تخمین می زنند هم اکنون در جهان بیش از یک میلیارد کامپیوتر فعال است. از سیلیسیم در سلول های خورشیدی، تجهیزات ضد آب، ساخت مهر، مواد منفجره و ایمپلنت های پستان استفاده می شود.
● لاستیک (C۵H۸)
قرن های متوالی از شیره گیاهان برای تولید لاستیک طبیعی استفاده می کردند. اما در سال ۱۸۳۹ که چارلز گودیر روشی یافت که ویژگی های استحکام، ماندگاری و کشسانی آن را تقویت کند، استفاده از لاستیک به شدت گسترش یافت. المر بولتون شیمیدان امریکایی در سال ۱۹۳۱، روشی برای ساخت لاستیک مصنوعی ابداع کرد تا اینکه در سال ۲۰۰۵ ، ۲۱ میلیون تن لاستیک تولید شد که ۵۶ درصد از کل این مقدار صرف تولید تایر و تیوب چرخ خودروها شده است. از دیگر کاربردهای لاستیک می توان به تولید دستکش، نوار لاستیکی و بالن اشاره کرد. حتی برخی از راکت ها و موشک ها را نیز با انرژی حاصل از سوخت های سنتزی پایه پلاستیک پرتاب می کنند.
● دی اکسید سیلیسیم (Sio۲)
دی اکسید سیلیسیم که یکی از اجزای اصلی تشکیل دهنده شیشه است، از حدود پنج هزار سال پیش از میلاد کاربرد داشت. امروزه شیشه های موجود در جهان حدود چهار میلیارد مترمربع را می پوشاند. شیشه همچنین در ساخت لوله آزمایش، تلسکوپ، میکروسکوپ، آینه و لنز دوربین ها کاربرد دارد.
● پلی تن ((n(C۲H۴)
پلی تن که یکی از انواع پلاستیک ها با بیشترین کاربرد است، در ساخت کیسه های فروشگاهی، مفاصل مصنوعی و بطرهای پلاستیکی کاربرد دارد. حتی آدامس را هم با این ماده می سازند. امروزه استفاده از پلی تن چنان فراگیر شده است که تصور زندگی بدون آن دشوار است. اما در سال ۱۹۳۳ که اریک فاست و رجینالد گیبسون شیمیدانان انگلیسی این ماده را کشف کردند، گمان کردند این محصول فقط یک ماده زائد است. اما پس از گذشت ۷۰ سال هر ساله بیش از ۶۰ میلیون تن پلی تن تولید می شود. اما این ماده یک جنبه ناخوشایند هم دارد که تعداد زیاد گورستان های زباله است، چراکه چندصد سال طول می کشد تا این ماده تجزیه شود.
● د.د.ت (C۱۴H۹CL۵)
در دهه های ۱۹۵۰ و ۱۹۶۰ از د.د.ت برای نابودی مالاریا در اروپا و شمال امریکا استفاده کردند که به گفته سازمان بهداشت جهانی طی این برنامه حدود ۲۵ میلیون نفر از مرگ نجات یافتند. با این همه از همان دهه ۱۹۴۰ دانشمندان نسبت به خطرهای استفاده از د.د.ت هشدار دادند و آزمایش های دقیق در همان زمان درباره حشره کش های آلی کلردار، خطرناک بودن آن را برای انسان ها، حیوانات و محیط زیست آشکار ساخت. در نتیجه استفاده از این ماده در بسیاری از کشورها ممنوع یا محدود شده است.
● مورفین (C۱۷H۱۹NO۳)
مورفین را که یک ضد درد بسیار کارآمد است، اولین بار فردریک سه تورنر داروساز آلمانی در سال ۱۸۰۴ تهیه کرد. این دارو تا به امروز مهم ترین داروی به کار رفته برای کاهش درد در بیماری های کشنده همچون سرطان بوده است. هیچ داروی دیگری آثار ضد درد طولانی مدت و موثری همانند مورفین ندارد. با این همه، ۸۰ درصد از کل جمعیت دنیا تنها به شش درصد از تولید جهانی آن دسترسی دارند. از بیشتر مورفین تولید شده، به عنوان یکی از اجزای مهم ماده مخدر غیرقانونی هروئین استفاده می کنند که گردش مالی آن را بیش از ۱۰۰ میلیارد دلار در سال تخمین می زنند.
● آمونیاک (NH۳)
جمعیت رو به افزایش جهان در ابتدای قرن بیستم نمی توانست آمونیاک کافی برای تولید کود زمین های کشاورزی فراهم کند. اما پس از کشف یک شیوه تولید انبوه آمونیاک، با نام روش هابی، امروزه حدود دو میلیارد نفر از مردم جهان از گرسنگی نجات یافتند. هر ساله حدود ۱۰۰ میلیون تن آمونیاک به عنوان ماده اولیه کود تولید می شود. البته آمونیاک یکی از اجزای مهم به کار رفته در مواد منفجره نیز محسوب می شود.
● آهن (Fe)
۹۰ درصد از کل تولید فلز در جهان، مربوط به آهن است. بدون آهن، از خطوط انتقال نیرو و پالایشگاه هم خبری نبود. آهن یکی از اجزای مهم خودروها، قطار، هواپیما، کشتی، یخچال، ماشین ظرفشویی و کامپیوتر است. آهن در تولید حشره کش، تصفیه آب و فاضلاب و تولید آمونیاک به کار می رود.
آهن را از ۳۵۰۰ سال پیش ذوب می کردند، اما از سال ۱۸۵۶ که «هنری بسمر» مهندس انگلیسی روش کم هزینه یی را برای تولید انبوه فولاد از آهن ارائه کرد، کاربرد آن به شدت افزایش یافت. تنها در سال ۲۰۰۷، ۱۹۰۰ میلیون تن سنگ آهن تولید شد که ۹۸ درصد آن برای تولید فولاد به کار رفت.
● سولفوریک اسید (Hcso۴)
میزان تولید سولفوریک اسید در هر کشوری، معیار مناسبی برای سنجش توانایی های صنعتی آن کشور است، زیرا برای تولید تقریباً همه مواد صنعتی، در برخی از مراحل، استفاده از این ماده خورنده ضروری است. این ماده در معدن کاری، تولید فولاد، پالایش نفت و تولید مواد شیمیایی، همچنین تولید کود، مواد پاک کننده و پلاستیک کاربرد دارد. با این توصیف، عجیب نیست که این ماده به عنوان «سلطان مواد شیمیایی» معروف است. سولفوریک اسید در قرن هشتم کشف شد، اما در سال ۱۷۴۰ که جان روباک شیمیدان انگلیسی روشی برای تولید انبوه آن ابداع کرد، به مقدار زیاد در دسترس قرار گرفت. تولید سولفوریک اسید در جهان در سال ۲۰۰۵ را حدود ۱۹۳ میلیارد تن تخمین می زنند.
● پروژستین (C۲۱ H۳۰ O۲)
پروژستین ماده اصلی قرص های ضدبارداری است. ابداع این ماده باعث شده از تعداد زیادی بارداری ناخواسته جلوگیری شود. کارل جراسی اتریشی در سال ۱۹۵۱ برای اولین بار این ماده را تهیه کرد. پروژستین با شبیه سازی اثر هورمون پروژسترون از آزادسازی تخمک جلوگیری می کند. بین سال های ۱۹۶۵ تا ۱۹۹۵ میزان زاد و ولد از ۹/۴ به ۸/۲ کودک به ازای هر زن کاهش یافت که عامل اصلی آن قرص های ضدبارداری است. امروزه بیش از ۷۰ میلیون زن در سراسر جهان از این قرص استفاده می کنند.
● کربن دی اکسید (2CO)
جوزف بلک شیمیدان اسکاتلندی این گاز گلخانه یی مهم را در دهه ۱۷۵۰ کشف و جداسازی کرد. در آن هنگام، انتشار گاز Co۲ تولید بشر حدود سه میلیون تن در سال بود، اما در سال ۲۰۰۵ تنها از راه سوختن سوخت های فسیلی انتشار آن به ۹/۷ میلیارد تن رسید. کربن دی اکسید که پس از بخار آب دومین گاز گلخانه یی مهم محسوب می شود، گرما را در جو سیاره زمینی به دام می اندازد و با اثر گلخانه یی باعث افزایش دمای زمین می شود. انتشار گازهای گلخانه یی همچنان ادامه دارد و در صورتی که تغییر قابل توجهی در این وضعیت صورت نگیرد، انتظار داریم سطح آب دریاها افزایش یابد، پدیده های خشن جوی روی دهد و انقراض های گسترده یی صورت گیرد که نتیجه آن گرمایش سریع جهان است
