دلایلی که چرا کربن فعال مولکول ها را جذب می کند، عمدتاً از نوع آلی. انواع مختلفی از کربن خالص در طبیعت وجود دارد. برخی از نمونه ها عبارتند از الماس، گرافیت، کربن سیاه، زغال سنگ معدنی یا کربن ساده که برای برشته کردن گوشت استفاده می شود. تفاوت هر یک از آنها در ساختار تشکیل شده توسط اتم های کربن آنها است.
یکی از ویژگی های اصلی همه اشکال کربن، اشتیاق آن به حفظ مولکول های مایعات، گازها یا بخارات است. این پدیده جذب نامیده می شود: جامد، که در این مورد کربن است، جاذب است و مولکول حفظ شده، جاذب است.
جذب روی کربن به دلیل عدم تعادل نیروهایی است که در هر سطحی که توسط اتم‌های کربن تشکیل شده است، ایجاد می‌شود. این عدم تعادل به این دلیل است که اتم های کربن تمایل دارند چهار پیوند خود را تشکیل دهند که در سه مختصات در فضا کاملاً توزیع شده اند. از آنجایی که این اتفاق در اتم‌های کربنی که بخشی از سطح جامد را تشکیل می‌دهند، رخ نمی‌دهد، آنها تمایل دارند پیوندهای نوع واندروالسی را با مولکول‌های سیال مجاور تشکیل دهند. به طور خاص، پیوندهای بین کربن و مواد جاذب، نامیده می شوند که رایج ترین نیروهای شش گانه واندروالس در طبیعت هستند.
در تلاش برای مهار خاصیت جذب کربن، انسان راهی برای تولید کربن های متخلخل با سطح وسیع پیدا کرده است. از آنجایی که ظرفیت جذب به سطح جامد بستگی دارد، وقتی کربن فعال می شود، ظرفیت جذب آن افزایش می یابد.
برای مقایسه، یک زغال چوب یا یک زغال سنگ معدنی مساحتی در حدود 10 متر مربع در هر گرم دارد. از طرف دیگر، یک کربن فعال بیش از 500 متر مربع در هر گرم مساحت دارد.
کربن فعال را می توان از هر ماده ای با منشاء گیاهی یا حیوانی تولید کرد: چوب، پوسته نارگیل، باگاس، گوشت، بلال، خون و از جمله هزاران ماده. همچنین می تواند از زغال سنگ معدنی تولید شود، زیرا این زغال سنگ از درختان و گیاهان می آید.
دو روش فعال سازی وجود دارد: حرارتی و شیمیایی. در مورد اول، تشکیل منافذ یا با قرار دادن مواد کربنی شده قبلی در دمای نزدیک به 1000 درجه سانتیگراد (1832 درجه فارنهایت) و در اتمسفر اشباع شده از بخار آب حاصل می شود.
در روش شیمیایی، مواد خام در محلولی از یک ترکیب آب‌گیری مانند کلرید روی یا اسید فسفریک غرق می‌شوند. کم آبی باعث جدا شدن زنجیره های مولکولی از یکدیگر می شود.
سپس مواد خشک شده در دمای نسبتاً پایین کلسینه می شوند، بنابراین کربنی به دست می آید که از قبل متخلخل است. به عنوان آخرین مرحله در این روش، کربن برای حذف ترکیب شیمیایی فعال کننده شسته می شود. به این ترتیب از یک طرف ماده شیمیایی بازیافت می شود و از طرف دیگر کربن تا حد امکان تصفیه می شود.
هنگامی که فردی به دلیل مصرف یک محصول ارگانیک مست می شود، کربن فعال می تواند جان او را نجات دهد. با این حال، نه تنها هر کربن فعال برای این کاربرد موثرترین است.
الف) ریز متخلخل باشد
(ب) ترجیحا منشا گیاهی داشته باشد
(ج) ترجیحاً از نظر حرارتی فعال شود
در مورد نیاز به میکرو متخلخل بودن، این به این دلیل است که مولکول‌های سمی که در بدن جذب می‌شوند، قطر مولکولی کمتر از 2 نانومتر دارند. در مقابل، مولکول های غیر مضر مانند پروتئین ها و بیشتر چربی ها معمولا بزرگتر هستند. بنابراین، اگر از کربن با منافذ بزرگتر استفاده شود، این مولکول های غیر مضر را جذب می کنم.
کربن پوسته نارگیل ریزترین کربن موجود در بازار است. بیش از 95 درصد از منافذ آن کمتر از 2 نانومتر قطر دارند و بنابراین به بهترین وجه شرایط ریز تخلخل را برآورده می کند.
در مورد منشاء گیاهی، توصیه ای است که به دلیل این است که مواد اولیه حاوی آلاینده های مضر نیست. زغال سنگ با منشاء معدنی باید اجتناب شود، زیرا اکثر آنها حاوی فلزات سنگین، سولفیدها و سایر عناصر خطرناک هستند که می توانند در شیره معده حل شوند.
فعال‌سازی حرارتی ترجیح داده می‌شود، زیرا فعال‌سازی شیمیایی همیشه آثاری از ماده شیمیایی را در کربن حاصل به جا می‌گذارد. در حال حاضر، عمده ترین مواد شیمیایی مورد استفاده، کلرید روی و اسید فسفریک است. اولی از روی ساخته شده است که یک فلز سمی در دوزهای پایین است. دومی از سنگ فسفات می آید که یک ماده معدنی است و به همین ترتیب حاوی طیف گسترده ای از ناخالصی ها است.
در مورد مسمومیت خفیف و سایر مشکلات گوارشی مانند سوء هاضمه، نفخ و هواشناسی، مقادیر کمی کربن به شکل کپسول یا قرص تجویز می شود. اگرچه هیچ مطالعه جدی که آنها را توجیه کند وجود ندارد، اما این محصولات در مورد عفونت های باکتریایی یا ویروسی نیز مورد استفاده قرار می گیرند، زیرا کربن میکروارگانیسم ها را جذب می کند، آنها را می کشد و آنها را از مجرای روده خارج می کند. کاربرد دیگر کربن شامل بانداژهایی است که در صورت گزش یا نیش حیوانات سمی (از جمله زنبورها ) یا در صورت تحریک پوست ناشی از گیاهان، مستقیماً روی پوست اعمال می شود.
برای این منظور مخلوطی از کربن پودر شده و آب تهیه می شود. آب نقش وسیله نقلیه ای را بازی می کند که از طریق آن ماده سمی وارد کربن می شود. تنها خطر این است که کربن می تواند پوست را خالکوبی کند. برای جلوگیری از این امر، یک بوم به اندازه کافی محکم بین پوست و پانسمان قرار می گیرد.
مسمومیت حاد یکی از مواردی است که در اورژانس بیمارستان اتفاق می افتد. این می تواند باعث مرگ شود، که در بسیاری از موارد ناشی از صحبت تصادفی کودکان با یکی از داروهایی است که معمولاً در کابینت داروهای خانواده یافت می شود.
علل دیگری نیز برای مسمومیت وجود دارد. برخی از نمونه ها عبارتند از: مصرف بیش از حد یک دارو. مصرف آفت کش ها، حلال ها، قارچ های سمی یا گیاهان زینتی خاص.
کربن فعال دارای خاصیت جذب مولکول های آلی از جمله مولکول هایی است که ترکیبات سمی ذکر شده در بالا را تشکیل می دهند.
ترکیبات سمی که به صورت خوراکی وارد بدن می شوند و در معده و روده جذب می شوند، می توانند مکانیسم های مختلفی را پیش از آسیب رساندن به سلول های اندام و بافت دنبال کنند.
