Ποιες είναι οι χρήσεις του φθορίου;

Το φθόριο είναι ένα ελαφρύ στοιχείο που ταξινομείται ως αλογόνο που είναι το πιο ηλεκτραρνητικό στοιχείο που είναι γνωστό και, ως εκ τούτου, είναι πολύ επιρρεπές στη δέσμευση με μεταλλικά στοιχεία στη φύση για να σχηματίσει άλατα. Οι χρήσεις του φθορίου περιλαμβάνουν ευρέως διαδεδομένες εφαρμογές σε καταναλωτικά προϊόντα, όπως οδοντόκρεμα, στοματικό διάλυμα και ως πρόσθετο σε προμήθειες νερού σε ορισμένες χώρες όπως οι ΗΠΑ. Στη στοιχειακή του μορφή, οι χρήσεις του φθορίου περιλαμβάνουν επίσης ως κοινή χημική ουσία χάραξης για υποστρώματα γυαλιού ή πυριτίου στην κατασκευή ημιαγωγών και ως ένωση χάραξης υδροφθορικό οξύ (HF). Αυτή η δραστική φύση του φθορίου με το γυαλί το καθιστά πολύτιμο στην παραγωγή μικροεπεξεργαστών, οθονών υπολογιστών και τηλεόρασης και αισθητήρων μικροηλεκτρομηχανικού συστήματος (MEMS). Σε συνδυασμό με το αιθυλένιο, σχηματίζει επίσης μια επίστρωση χωρίς τριβή που χρησιμοποιείται στα μαγειρικά σκεύη γνωστή ως πολυτετραφθοροαιθυλένιο (PTFE).

Ως φυσικά μεταλλικά άλατα, οι ενώσεις φθορίου έχουν χρησιμοποιηθεί τουλάχιστον ήδη από το 1700 στη διαδικασία συγκόλλησης μετάλλων μεταξύ τους και κοπής σχεδίων σε γυαλί ή παγώματος της επιφάνειάς του. Η εμπορική παραγωγή της χημικής ουσίας αυξήθηκε γρήγορα στις αρχές του 20ου αιώνα, όταν οι ενώσεις χλωροφθοράνθρακα (CFC) κατασκευάστηκαν αρχικά στη δεκαετία του 1920 ως ψυκτικά για συστήματα κλιματισμού εμπορικών, οικιακών και αυτοκινήτων. Οι αντικολλητικές επιφάνειες από PTFE επινοήθηκαν επίσης και έγιναν ευρέως διαδεδομένες στα τέλη της δεκαετίας του 1930. Άλλες χρήσεις του φθορίου περιλαμβάνουν τον διαχωρισμό ουρανίου, έτσι ώστε το βαρύ μέταλλο να μπορεί να χρησιμεύσει ως καύσιμο για πυρηνικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής και ως στοιχείο ενεργοποίησης για οξειδωτικά στα καύσιμα πυραύλων.

Ενώ αργότερα ανακαλύφθηκε ότι οι ενώσεις CFC καταστρέφουν το προστατευτικό στρώμα του όζοντος της Γης, αντικαταστάθηκαν από άλλες ενώσεις που εξακολουθούν να περιέχουν το στοιχείο φθόριο, όπως οι υδροφθοράνθρακες (HFCs). Η Ευρωπαϊκή Ένωση απαγόρευσε τη χρήση ενός άλλου σκευάσματος του στοιχείου που είναι γνωστό ως φθοροχλωροϋδρογονάνθρακες ως ψυκτικό μέσο το 1995, καθώς κρίθηκε επίσης ότι είναι χημικές ουσίες που καταστρέφουν το όζον. Ενώ οι HFC δεν διασπώνται σε ενώσεις στην ανώτερη ατμόσφαιρα που καταστρέφουν το στρώμα του όζοντος, είναι γνωστό ότι συμβάλλουν στη διαδικασία της υπερθέρμανσης του πλανήτη, επομένως σταδιακά καταργούνται από τη χρήση τους.

Ενώ οι χρήσεις του φθορίου είναι ποικίλες, το στοιχείο δεν είναι χωρίς κινδύνους, καθώς μπορεί να είναι εξαιρετικά τοξικό, διαβρωτικό και εκρηκτικό. Ως υδροφθορικό οξύ που χρησιμοποιείται στις βιομηχανίες ημιαγωγών και κατασκευής λαμπτήρων, είναι μια άχρωμη, άοσμη υγρή ένωση που μοιάζει με νερό και φαίνεται ακίνδυνο εάν χυθεί στην επιφάνεια του δέρματος. Το HF έχει μια ισχυρή τάση να δεσμεύεται με το ασβέστιο, ωστόσο, και οποιοδήποτε από το οξύ που χύνεται στο δέρμα θα απορροφηθεί από το δέρμα γρήγορα και στα οστά, όπου τα διαλύει σταδιακά και συνδέεται με το ασβέστιο σε άλλους ιστούς, με αποτέλεσμα έντονο πόνο και πιθανός θάνατος. Οι χρήσεις του φθορίου στην παροχή νερού ήταν επίσης αμφιλεγόμενες λόγω του γεγονότος ότι, σε αρκετά υψηλές συγκεντρώσεις ή σε μεγάλες περιόδους έκθεσης, μπορεί να είναι επιζήμιο για την ανθρώπινη υγεία. Σχεδόν 20 βιομηχανοποιημένες χώρες από το έτος 2000, συμπεριλαμβανομένης της Ινδίας, της Γερμανίας και της Ιαπωνίας, εφαρμόζουν πολιτικές να μην προσθέτουν περιεκτικότητα σε φθόριο στα δημόσια αποθέματα νερού παρά τα στοιχεία ότι οι χαμηλές συγκεντρώσεις αποτρέπουν την τερηδόνα και άλλα οδοντικά προβλήματα, ειδικά στα παιδιά.