يمكن الآن تصنيع المواد الكيميائية التي تحتوي على الفلور والمستخدَمة في الأدوية والأسمدة والبطاريات دون إطلاق غاز فلوريد الهيدروجين السام كجزء من العملية .
الجرار المستخدمة لطحن المسحوق
مجموعة جوفيرنور، جامعة أكسفورد
يمكن الآن تصنيع المواد الكيميائية التي تحتوي على عنصر الفلور، والتي تستخدم على نطاق واسع في الأدوية والأسمدة والبطاريات، باستخدام عملية أكثر أمانًا وتستهلك طاقة أقل مقارنة بالطريقة التي تم بها تصنيع هذه المواد لعدة قرون .
يأتي الفلور الموجود في معظم المواد الكيميائية الفلورية من قطع ملح تسمى الفلورسبار، حيث يرتبط العنصر بالكالسيوم . يتم استخراج بلورات الفلورسبار ثم معالجتها بحمض قوي عند درجة حرارة عالية لتكوين غاز فلوريد الهيدروجين المستخدم في إنتاج المواد الكيميائية الفلورية .
ومع ذلك، فإن فلوريد الهيدروجين شديد السمية مما يجعل العملية برمتها خطرة على البيئة وصحة الإنسان . أراد كالوم باتل - من جامعة أكسفورد - وزملاؤه تصنيع مواد كيميائية فلورية دون استخدام فلوريد الهيدروجين على الإطلاق .
كانت فكرتهم هي طحن الفلورسبار وملح فوسفات البوتاسيوم إلى مسحوق بدلاً من تفاعل الفلورسبار مع الحمض . وضعوا الملحين في وعاء من الفولاذ المقاوم للصدأ مع كرة فولاذية صغيرة، ثم استخدموا آلة تسمى طاحونة الكرات لهز الجرة لبضع ساعات .
عندما تحرك الجرة، ضربت الكرة الفولاذية الأملاح بشكل متكرر، وطحنتها مثل هاون ومدقة بدون استخدام اليدين . تسبب هذا أيضًا في حدوث تفاعل كيميائي أنتج مركبًا مسحوقيًا جديدًا أطلق عليه الباحثون اسم Fluoromix .
ثم قام الباحثون بتصنيع مركبات تحتوي على الفلور من خلال الجمع بين الفلوروميكس والماء والمكونات الكيميائية الأخرى . للتأكد من أن هذه المادة يمكن أن تعمل بدلاً من غاز فلوريد الهيدروجين الخطير كمصدر للفلور، استخدموا فلوروميكس لصنع أكثر من 50 مركبًا مختلفًا، بما في ذلك بعض المكونات الضرورية للأدوية والأسمدة والمضادات الحيوية .
يقول باتيل إن عملية الطحن التي استخدمها فريقه جديدة بالنسبة لكيمياء الفلور، ولكنها استخدمت على نطاق واسع كنهج أكثر صداقة للبيئة في عمليات التصنيع الكيميائية الأخرى ، مثل إنشاء أجزاء للبطاريات الجديدة . وذلك لأنه يعمل في درجة حرارة الغرفة ، مما يجعل العملية أقل استهلاكًا للطاقة من إنتاج واستخدام فلوريد الهيدروجين .
يقول ديفيد أوهاجان من جامعة سانت أندروز في المملكة المتحدة إن الطريقة الجديدة يمكن أن تُحدِث تغييرًا في صناعة لا تزال تستخدم أساليب يعود تاريخها إلى القرن السابع عشر . "من المثير للدهشة أنه يمكنك تجنب فلوريد الهيدروجين، وقد أدى فلوريد الهيدروجين إلى العديد من الحوادث الصناعية والوفيات . بالنسبة لي، يبدو أن هذا قد يكون بداية لشيء جديد لهذه الصناعة .
يقول جيمس كلارك من جامعة يورك في المملكة المتحدة : "يبدو هذا بمثابة إنجاز كبير". "إن الاستخدام المباشر للفلورسبار بهذه الطريقة هو بمثابة الكأس المقدسة التي لم تحقق أي نجاح حتى الآن ." ويقول إن الباحثين بحاجة الآن إلى تحديد مدى توافق الطريقة الجديدة مع الأساليب التقليدية من حيث السعر ومدى إمكانية تكييفها مع كميات صناعية كبيرة جدًا من الفلورسبار .
المصدر: