สูตรซิงค์ออกไซด์ (ZnO) คุณสมบัติและการใช้งาน

ซิงค์ออกไซด์ เป็นสารประกอบทางเคมีของสูตร ZnO เป็นสารประกอบเคมีอนินทรีย์ที่ใช้เป็นส่วนผสมในยาที่ขายตามเคาน์เตอร์ นอกจากนี้ยังใช้เป็นสารเติมแต่งในเม็ดสีและสารกึ่งตัวนำในอุตสาหกรรมต่าง ๆ.

สังกะสีออกไซด์พบได้ในธรรมชาติใน zincite ซึ่งเป็นแร่ที่พบมากในรัฐนิวเจอร์ซีย์สหรัฐอเมริกา Zincite มีโครงสร้างผลึกหกเหลี่ยม (mindat.org และสถาบันแร่แห่งฮัดสัน, 2017).

มีหลายขั้นตอนในการสังเคราะห์ซิงค์ออกไซด์เส้นทางหลักคือวิธีฝรั่งเศสและอเมริกา.

ในกระบวนการฝรั่งเศสนั้นโลหะสังกะสีกลายเป็นไอและไอน้ำจะถูกออกซิไดซ์ด้วยอากาศอุ่น กระบวนการอเมริกันใช้สารประกอบสังกะสีดิบที่แตกต่างกันซึ่งลดลงโดยคาร์บอนทำให้เกิดไอระเหยของสังกะสี จากนั้นไอระเหยของสังกะสีจะถูกออกซิไดซ์กับออกซิเจนที่มีอยู่ในอากาศซึ่งคล้ายกับกระบวนการของฝรั่งเศส.

อีกวิธีในการสังเคราะห์ซิงค์ออกไซด์คือกระบวนการเปียกซึ่งประกอบด้วยซัลเฟตบริสุทธิ์หรือสังกะสีคลอไรด์ผ่านการตกตะกอนด้วยคาร์บอเนต การตกตะกอนจะถูกเผาเพื่อให้ได้สังกะสีออกไซด์ (Zinc oxide Formula, S.F. ).

ZnSO₄ + Naco₃ → ZnCO₃ + Naso₄ → ZnO + CO₂ (800 ° C).

ดัชนี

• 1 คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี
• 2 ปฏิกิริยาและอันตราย
• 3 อนุภาคนาโน
• 4 ใช้
  • 4.1 1- ยา
  • 4.2 2- อุตสาหกรรมยาง
  • 4.3 3- สีและสี
  • 4.4 4- เซลล์แสงอาทิตย์
  • 4.5 5- Piezoelectric
  • 4.6 6- การใช้งานอื่น ๆ
• 5 อ้างอิง

คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี

ซิงค์ออกไซด์เป็นของแข็งสีขาวไม่มีกลิ่นและรสขม (ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ, 2017) มันปรากฏในรูปที่ 2.

ซิงค์ออกไซด์มีโครงสร้างที่เป็นไปได้สองแบบ: หกเหลี่ยมและลูกบาศก์ แต่คริสตัลหกเหลี่ยมเป็นสิ่งที่พบได้บ่อยที่สุด สารประกอบมีน้ำหนักโมเลกุล 81.38 g / mol และความหนาแน่น 5.606 g / ml จุดหลอมเหลวคือ 1975 ° C ซึ่งเริ่มสลายตัว (Royal Society of Chemistry, 2015).

ZnO เป็น amphoteric ออกไซด์ที่สามารถละลายในกรดหรือด่างผ่านปฏิกิริยา:

ZnO + 2H⁺ → Zn⁺² + H₂O

ZnO + 2OH^- → Zn⁺² + H₂O

ซิงค์ออกไซด์ละลายในน้ำ (0.0004 กรัมต่อน้ำ 100 มิลลิลิตรที่ 17 ° C) ความสามารถในการละลายต่ำที่ผลิตได้ผลิตสารละลายที่เป็นกลางในค่า pH ทำปฏิกิริยารุนแรงกับฝุ่นอลูมิเนียมและแมกนีเซียมทำให้เกิดอันตรายจากไฟไหม้และการระเบิด.

ส่วนผสมที่ใกล้ชิดของซิงค์ออกไซด์และยางคลอรีนที่มีหรือไม่มีไฮโดรคาร์บอนหรือตัวทำละลายคลอรีนจะทำปฏิกิริยาอย่างรุนแรงแม้ระเบิดเมื่อถูกความร้อน.

การเติมซิงค์ออกไซด์ที่ช้าลงเพื่อปกคลุมพื้นผิวของน้ำมันเคลือบเงาลินซีดทำให้เกิดความร้อนและการจุดระเบิด (CAMEO, 2016).

ปฏิกิริยาและอันตราย

ซิงค์ออกไซด์เป็นสารประกอบที่เสถียรที่ไม่ติดไฟและไม่เข้ากันกับสารประกอบทางเคมีอื่น ๆ แต่เมื่อถูกความร้อนจะปล่อยควันพิษออกมา สารประกอบนี้ไม่เป็นพิษหรือเป็นอันตรายเมื่อกลืนกินหรือสัมผัสกับผิวหนังหรือดวงตาอย่างไรก็ตามสารประกอบนี้เป็นอันตรายเมื่อสูดดม.

ความเข้มข้นที่เป็นอันตรายของอนุภาคในอากาศสามารถเข้าถึงได้อย่างรวดเร็วโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับอนุภาคซิงค์ออกไซด์ การสูดดมควันสามารถทำให้เกิดโลหะฟูมที่มีอาการต่อไปนี้:

• เจ็บคอ
• อาการปวดหัว
• ไข้หรืออุณหภูมิร่างกายสูง
• ความเกลียดชัง
• อาเจียน
• ความอ่อนแอ
• เย็น
• ปวดกล้ามเนื้อ.

สารเช่นควันทำให้เกิดการระคายเคืองต่อทางเดินหายใจ ผลกระทบอาจล่าช้า อาการของโรคไข้ควันโลหะไม่ปรากฏตัวจนกว่าจะผ่านไปไม่กี่ชั่วโมง (NIOSH, 2015).

ในกรณีที่สูดหายใจเข้าไปผู้ป่วยควรได้รับอนุญาตให้พักผ่อนในบริเวณที่อากาศถ่ายเทได้ดี หากการสูดดมรุนแรงผู้ป่วยควรอพยพไปยังบริเวณปลอดภัยโดยเร็วที่สุด.

คลายเสื้อผ้าที่รัดรูปเช่นปกเสื้อเข็มขัดหรือเน็คไท หากผู้ป่วยพบว่าหายใจลำบากควรให้ออกซิเจนแก่ผู้ป่วย.

หากผู้ป่วยไม่หายใจการช่วยชีวิตแบบปากต่อปากจะดำเนินการ คำนึงถึงเสมอว่าอาจเป็นอันตรายสำหรับบุคคลที่ให้ความช่วยเหลือในการช่วยชีวิตแบบปากต่อปากเมื่อวัสดุที่สูดดมเป็นพิษติดเชื้อหรือกัดกร่อน (เอกสารข้อมูลความปลอดภัยของวัสดุสังกะสีออกไซด์, 2013).

แม้จะมีการใช้สังกะสีออกไซด์เป็นยาก็เป็นพิษต่อสิ่งแวดล้อมโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับสิ่งมีชีวิตในน้ำ ต้องดำเนินมาตรการทันทีเพื่อ จำกัด การแพร่กระจายของพวกเขาสู่สิ่งแวดล้อมตามระเบียบที่กำหนดไว้.

อนุภาคนาโน

วันนี้นาโนเทคโนโลยีดำเนินงานในสาขาวิทยาศาสตร์ต่าง ๆ ผ่านการกระทำของวัสดุและอุปกรณ์โดยใช้เทคนิคระดับนาโนเมตรที่แตกต่างกัน (Vaseem Mohammad (Ph.D. ), 2010).

อนุภาคนาโนเป็นส่วนหนึ่งของวัสดุนาโนที่ถูกกำหนดให้เป็นอนุภาคเดี่ยวที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 1-100 นาโนเมตร.

ตั้งแต่ไม่กี่ปีที่ผ่านมาอนุภาคนาโนได้กลายเป็นวัสดุที่ใช้กันทั่วไปในการพัฒนาแอพพลิเคชั่นที่ทันสมัยในการสื่อสารการเก็บพลังงานการตรวจจับการจัดเก็บข้อมูลเลนส์การส่งผ่านการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมเครื่องสำอางชีววิทยาและการแพทย์ คุณสมบัติทางแสงไฟฟ้าและแม่เหล็กที่สำคัญ.

โดยเฉพาะอย่างยิ่งคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์และประโยชน์ของอนุภาคนาโนก็เกิดขึ้นจากคุณสมบัติที่หลากหลายรวมถึงขนาดอนุภาคนาโนและชีวโมเลกุลขนาดใกล้เคียงกันเช่นโปรตีนและกรดโพลินีโอดีน นอกจากนี้อนุภาคนาโนสามารถทำด้วยโลหะหลากหลายชนิด.

อนุภาคนาโนของโลหะออกไซด์รวมถึงซิงค์ออกไซด์เป็นแพลตฟอร์มที่หลากหลายสำหรับการใช้งานด้านชีวการแพทย์และการบำบัดรักษา.

มีความจำเป็นเร่งด่วนในการพัฒนาคลาสใหม่ของตัวแทนต้านมะเร็งและจากการศึกษาเมื่อไม่นานมานี้แสดงให้เห็นว่าวัสดุนาโน ZnO มีแนวโน้มที่ดีมาก (John W. Rasmussen, 2010).

อนุภาคนาโนเหล่านี้มีคุณสมบัติในการต้านแบคทีเรียต้านการกัดกร่อนต้านเชื้อราและการกรองรังสียูวี คำพ้องความหมายบางส่วนของอนุภาคนาโนซิงค์ออกไซด์ ได้แก่ oxydatum, cinci oxicum, สีขาวถาวร, ketocinc และ oxocinc (AZoNano, 2013).

การใช้งาน

1- ยา

ซิงค์ออกไซด์เป็นผลิตภัณฑ์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในผิวหนังสำหรับการดูแลผิว ในสหรัฐอเมริกามันเป็นส่วนประกอบหลักของครีมกันแดดเนื่องจากคุณสมบัติการสะท้อนแสง.

ซิงค์ออกไซด์เป็นหนึ่งในส่วนผสมที่ปลอดภัยที่สุดในการปกป้องผิวจากอันตรายของรังสีอุลตร้าไวโอเล็ต รังสียูวีจะแทรกซึมเข้าสู่ผิวหนังและทำลายเนื้อเยื่อเร่งกระบวนการชราและทำให้ผิวแห้ง.

รังสีเหล่านี้ยังเพิ่มความเสี่ยงของโรคมะเร็งผิวหนัง ครีมกันแดดที่มีตัวกรองซิงค์ออกไซด์รังสียูวีป้องกันพวกเขาจากการเจาะผิวหนังและทำให้เกิดความเสียหายของเซลล์.

ซิงค์ออกไซด์ยังมีประสิทธิภาพในการสมานผิว มันสามารถใช้ในการรักษาแผลลดความไวที่เกี่ยวข้องกับการถูกแดดเผาและผิวนุ่มแตก.

ผู้ที่มีภาวะขาดธาตุสังกะสีมีแนวโน้มที่จะได้รับการรักษาอย่างช้าๆจากบาดแผล เมื่อซิงค์ออกไซด์ถูกนำไปใช้กับบริเวณแผลมันให้ร่างกายด้วยสังกะสีเสริมที่จำเป็นในการซ่อมแซมเซลล์ผิว ซิงค์ออกไซด์ช่วยให้บริเวณแผลชุ่มชื้นและสะอาด.

โลชั่นและครีมที่มีซิงค์ออกไซด์เป็นยาสมานผิวที่มีประสิทธิภาพ สามารถใช้ซิงค์ออกไซด์เพื่อป้องกันไม่ให้น้ำมันส่วนเกินเกิดบนพื้นผิว.

บางครั้งใช้รักษาสิว - เชื่อกันว่าลดการปรากฏของสิวและลดการระคายเคืองผิวหนังและการอักเสบลดจำนวนและความรุนแรงของสิว.

สถาบันสุขภาพแห่งชาติรายงานว่าสังกะสีเฉพาะที่และในช่องปากดูเหมือนจะเป็นการรักษาที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพสำหรับสิว (PEARSON, 2015).

ครีมสังกะสีอาจทำงานได้ดีที่สุดสำหรับสภาพผิวที่พบบ่อยนี้เมื่อใช้ร่วมกับยาปฏิชีวนะ erythromycin เฉพาะที่.

เนื่องจากคุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรียและระงับกลิ่นกายของแพทย์มักจะรักษาผื่นผ้าอ้อมด้วยครีมสังกะสีออกไซด์ มันมักจะใช้ในการเปลี่ยนผ้าอ้อมทุกครั้งเพื่อประสิทธิภาพที่ดีที่สุด.

การรักษาพื้นที่ผ้าอ้อมให้สะอาดและช่วยให้ผิวแห้งสนิทก่อนใช้ครีมซิงค์ออกไซด์สามารถช่วยลดความรุนแรงของผื่นผ้าอ้อม.

ครีมสังกะสีออกไซด์สามารถบรรเทาอาการของฝ้าตามสถาบันการศึกษาผิวหนังอเมริกัน ฝ้าเป็นอาการที่พบได้บ่อยของผิวหนังที่ทำให้เกิดจุดสีน้ำตาลบนใบหน้าโดยเฉพาะที่จมูกแก้มริมฝีปากและหน้าผากของคาง.

ประมาณ 90 เปอร์เซ็นต์ของกรณีของฝ้าที่เกิดขึ้นในผู้หญิง มันบ่อยที่สุดในคนที่มีผิวคล้ำ.

การระคายเคืองที่ผิวหนังเล็ก ๆ เช่นบาดแผลไฟไหม้เกรียมและพิษไม้เลื้อยมักได้รับประโยชน์จากคุณสมบัติต้านการอักเสบที่มีอยู่ในครีมซิงค์ออกไซด์ คุณสามารถใช้ซิงค์ออกไซด์บาง ๆ กับผิวที่ได้รับผลกระทบบ่อยเท่าที่จำเป็นเพื่อบรรเทาอาการระคายเคืองและส่งเสริมการรักษา.

ผลป้องกันของครีมซิงค์ออกไซด์บนผิวหนังทำให้เป็นหนึ่งในวิธีการรักษาที่ดีที่สุดสำหรับโรคริดสีดวงทวาร

ริดสีดวงทวารเป็นเส้นเลือดที่บวมในคลองทวารหนักที่เกิดจากความดันส่วนเกินในบริเวณอุ้งเชิงกรานและทวารหนัก ริดสีดวงทวารมักจะไม่ร้ายแรง แต่อาจทำให้เกิดความรู้สึกไม่สบายอย่างมีนัยสำคัญ (HELLESVIG-GASKELL, 2013).

2- อุตสาหกรรมยาง

มีการใช้สังกะสีออกไซด์มากกว่า 50% ในอุตสาหกรรมยาง ผ่านกระบวนการหลอมโลหะเสร็จสิ้นมีความต้านทานแรงดึงและความต้านทานต่อการบวมและการเสียดสีที่สูงขึ้นและมีความยืดหยุ่นในช่วงอุณหภูมิที่กว้างขึ้น.

ในรูปแบบที่ง่ายที่สุดวัลคาไนซ์ถูกผลิตขึ้นโดยการให้ความร้อนกับยางกำมะถัน (Encyclopædia Britannica, 2018).

ส่วนผสมสองอย่างที่มีบทบาทสำคัญในเคมีวัลคาไนซ์เป็นที่รู้จักกันในนาม "activators" โดยทั่วไปจะเป็นซิงค์ออกไซด์และกรดสเตียริก.

สารประกอบเหล่านี้ทำปฏิกิริยาร่วมกันและมีส่วนช่วยเร่งในการสร้างสารประกอบสังกะสีซัลไฟด์ซึ่งจะเป็นตัวกลางสำคัญในการเติมซัลเฟอร์ไปยัง diene elastomer และการสร้างพันธะซัลเฟอร์เพื่อผลิตองค์ประกอบเช่นยางพื้นรองเท้า รองเท้าและแม้แต่ pucks ฮอกกี้ (Gent, 2016).

3- เม็ดสีและสี

เช่นเดียวกับน้ำมันลินซีด (น้ำมันอบแห้งที่มีประโยชน์เป็นยานพาหนะ) สังกะสีออกไซด์ถูกใช้เป็นเม็ดสีตั้งแต่ศตวรรษที่ 18 ซึ่งนำไปสู่การขยายตัวอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมสีในยุโรป เม็ดสีสีขาวขั้นพื้นฐาน ได้แก่ ซิงค์ออกไซด์, สังกะสีซัลไฟด์, ลิเธียมโทนและไทเทเนียมไดออกไซด์ (Encyclopædia Britannica, 1998).

4- เซลล์แสงอาทิตย์

การใช้งานที่สำคัญมากคือสังกะสีออกไซด์ถูกใช้อย่างกว้างขวางเป็นชั้นบัฟเฟอร์ในเซลล์แสงอาทิตย์ CIGS (Copio Indio Gálio Selenido) การทดลองบางอย่างในปัจจุบันมุ่งเน้นไปที่ผลของความหนาของ ZnO ต่อกำลังขับสูงสุดของเซลล์.

5- Piezoelectric

ซิงค์ออกไซด์ (ZnO) เป็นวัสดุที่น่าสนใจเกี่ยวกับการนำไฟฟ้า มันตกผลึกในโครงสร้างของ wurtzite และการรวมกันของมันเป็นส่วนผสมของอิออนและโควาเลนต์ monocrystal ที่มีความบริสุทธิ์สูงเป็นฉนวน.

ซิงค์ออกไซด์เป็น piezoelectric ที่สุดของวัสดุทั้งหมดและใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นตัวแปลงสัญญาณในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ (Piezoelectricity เป็นสมบัติของผลึกโพลาไรซ์เมื่อถูกกดทับ)

ซิงค์ออกไซด์เป็นสารกึ่งตัวนำที่ดีเมื่อมีสิ่งเจือปนอลูมิเนียมรวมอยู่ในคริสตัล เซรามิกเซมิคอนดักเตอร์ Polycrystalline ซิงค์ออกไซด์ดำเนินการได้ดีและปฏิบัติตามกฎหมายของโอห์ม.

การเติมออกไซด์อื่น ๆ จำนวนเล็กน้อยเช่นแบเรียมและโครเมียมทำให้เซรามิกซิงค์ออกไซด์มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ไม่เป็นโอห์มมิกมาก

6- การใช้งานอื่น ๆ

การเติมซิงค์ออกไซด์ช่วยในการแปรรูปคอนกรีตและยังช่วยเพิ่มความต้านทานต่อน้ำ.

ซิงค์ออกไซด์ถูกใช้ในตัวกรองบุหรี่และเป็นสารเติมแต่งในซีเรียล มันยังใช้ใน xerography เป็นแผ่น photoconductive และเป็น anticorrosive.

อนาคตของซิงค์ออกไซด์ที่มีคุณภาพสูงจะเป็นที่น่าสงสัยอย่างแน่นอน ความก้าวหน้าที่มีศักยภาพสำหรับการใช้งานที่ไม่ใช่ยาแม้จะเกินกว่าการใช้ยาในปัจจุบัน.

Nanorod ซิงค์ออกไซด์, สปินโทรนิกและเซ็นเซอร์เพียโซอิเล็กทริกเป็นแหล่งที่มีแนวโน้มมากและสิ่งที่ต้องคำนึงถึงในอนาคตอันใกล้.

การอ้างอิง

1. (2013, 10 กรกฎาคม) อนุภาคนาโนซิงค์ออกไซด์ (ZnO) - คุณสมบัติการใช้งาน กู้คืนจาก azonano: azonano.com.
2. (2016) ZINC OXIDE, CRUDE สืบค้นจาก cameochemicals: cameochemicals.noaa.gov.
3. EMBL-EBI (2017, 22 กุมภาพันธ์) ซิงค์ออกไซด์ กู้คืนจาก ChEBI: ebi.ac.uk.
4. สารานุกรมบริแทนนิกา (1998, 7 กรกฎาคม) สี กู้คืนจาก britannica.com.
5. สารานุกรมบริแทนนิกา (2018, 15 กันยายน) กระบวนการผลิตยางวัลคาไนซ์ กู้คืนจาก Britannica.com.
6. Gent, A. N. (2016, 21 เมษายน) ยาง กู้คืนจาก britannica.com.
7. HELLESVIG-GASKELL, K. (2013, 16 สิงหาคม) การใช้น้ำมันซิงค์ออกไซด์ ดึงมาจาก livestrong.com.
8. John W. Rasmussen, E. M. (2010) อนุภาคนาโนซิงค์ออกไซด์สำหรับการทำลายเซลล์เนื้องอกแบบเลือกสรรและศักยภาพในการใช้ส่งยา ผู้เชี่ยวชาญด้านยาเสพติด Deliv 7 (9) :, 1,063-1077.
9. เอกสารข้อมูลความปลอดภัยของวัสดุสังกะสีออกไซด์ (2013, 21 พฤษภาคม) กู้คืนจาก sciencelab.com.
10. org และสถาบันแร่แห่งฮัดสัน (2017, 29 มีนาคม) zincite สืบค้นจาก mindat.org.
11. ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ ... (2017, 30 เมษายน) PubChem ฐานข้อมูลแบบผสม; CID = 14806 ดึงมาจาก PubChem.
12. (2015, 22 กรกฎาคม) สังกะสีออกไซด์ กู้คืนจาก cdc.gov.
13. PEARSON, O. (2015, 18 กุมภาพันธ์) ประโยชน์ของซิงค์ออกไซด์สำหรับผิว ดึงมาจาก livestrong.com
14. ราชสมาคมเคมี (2015) ซิงค์ออกไซด์ สืบค้นจาก chemspider แล้ว. 
15. Vaseem Mohammad (Ph.D. ), A. U.-B. (2010) ZnO Nanoparticles: การเจริญเติบโตคุณสมบัติและการใช้งาน ในโครงสร้างนาโนออกไซด์ของโลหะและการใช้งาน (หน้า 1-36) สำนักพิมพ์วิทยาศาสตร์อเมริกัน.
16. สูตรซิงค์ออกไซด์ ( S.F. ) สืบค้นจาก softschools.com.