مس

مس به فرايند سوخت و ساز بدن كمك مي‌كند، سلولهاي مغزي با كمبود مس در انجام كارهاي خود ناتوانند يا بسيار ضعيف عمل مي‌كنند، مس باعث كمك در جذب و استفاده آهن در بدن مي‌شود. مس يكي از مواد اوليه بسياري از آنزيم‌هاي حياتي بدن است. مس يك آنتي اكسيدان است و راديكال‌هاي آزاد را نابود مي‌كند كه اين به بدن كمك مي‌كند تا با راديكال‌هاي آزاد و آسيب‌هاي آنها مانند پيري زودرس، سرطان، تخريب سلول‌هاي بدن و غيره مقابله كند. مس توسط سلول‌هاي انسان از جمله سلول‌هاي مغزي مورد استفاده قرار مي‌گيرد تا آنجا كه در عمل كردهاي مغز نقش پايه‌اي دارد. سلول‌هاي خون براي رشد و ادامه حيات نيازمند مس هستند.

اولين سند پزشكي نوع بشر پاپيروس اسميت است كه بين سال‌هاي ۲۶۰۰ تا ۲۲۰۰ پيش از ميلاد نوشته شده است.[۱۰] به گواه اين اثر، از مس براي ضدعفوني زخم‌ها و پاكي آب آشاميدني استفاده مي‌كرده‌اند. به علاوه يوناني‌ها، رومي‌ها و ازتك‌ها، چيني‌ها براي درمان اعضاي لرزان (احتمالاً منظور صرع بوده است)، درمان زخم‌هاي سوختگي، بيماري‌هاي پوستي مانند جرب، همين‌طور لك‌هاي پوستي روي گردن و گلو درد از مس سود مي‌جستند.[۲۰] در حاليكه در ايران باستان و هند از مس براي عفونت‌هاي چشمي، عفونت‌هاي پوستي و عفونت دستگاه تناسلي استفاده مي‌شد. گزارش مستندي وجود دارد كه سربازان يوناني براي جلوگيري از عفونت زخم، قسمتي از شمشير برنزي را به درون زخم باز وارد مي‌كردند

وجود مس براي كليه گياهان و حيوانات عالي ضروري مي‌باشد. مس در آنزيم هاي متنوعي، از جمله در سيتوكروم اكسيداز سي و آنزيم حاوي Cu-Zn به نام superoxide dismutase وجود دارد و فلز اصلي در رنگدانه حامل اكسيژن hemocyanin است.RDA براي مس در بزرگسالان سالم ۹/۰ ميلي‌گرم در روز مي‌باشد. مس در جريان خون عمدتاً روي پروتئين پلاسمايي بنام ceruloplasmin حركت مي‌كند. اگرچه مس اول در روده جذب مي‌شود، اين عنصر همبسته با آلبومين به سوي كبد منتقل مي‌شود. يك حالت ارثي كه بيماري ويلسون ناميده مي‌شود موجب باقي ماندن مس در بدن و عدم ورود آن به صفرا توسط كبد شود. اين بيماري در صورت عدم درمان مي‌تواند منجر به آسيب‌هاي كبدي و مغزي شود.[۸]

مس نيز به مقدار بسيار كم در توليد كلروفيل، پروتئين، كربوهيدرات‌ها و همچنين در فعال ساختن برخي از آنزيم‌ها مورد نياز است. در صورت كمبود مس برگ‌ها كوچك مانده و سرشاخه‌هاي جوان را دچار برگ سوختگي مي‌كند. هر چه واكنش خاك اسيدي تر باشد، مس قابل استفاده تر است. براي رفع كمبود مس از سولفات مس به تنهايي و گاهي مخلوط با آهك (به نام تركيب بردو Bordeaux Mixture) استفاده مي‌شود

خاصيت ضد ميكربي نقره ذاتاً قوي تر از مس است. اما كارايي ضد ميكربي سطح نقره، تنها در دماي بالا (۳۵ درجه سانتيگراد) و رطوبت بالا (۹۰٪ و يا رطوبت نسبي بيشتر) عمل مي‌كند. در حاليكه، سطح مس در دماي معمولي اتاق (۲۲ درجه سانتيگراد) و رطوبت عادي(۵۰٪) توانايي كشتن ۹۹٫۹٪ ميكرب‌ها را دارد. تا پيش از اين مطالعه، نقره براي دماي عادي اتاق كه در بيمارستان هم وجود دارد، آزمايش نشده بود. در تحقيق آزمايشگاهي انجام شده در ماه مه۲۰۱۰ روي باكتري MRSA، در بيمارستاني در شهر بيرمنگام، مشاهده مي‌شود كه سطح مس با سرعت log 7، در مدت ۷۵ دقيقه، باكتري را نابود كرده است. اما سطوح داراي نقره در مدت ۳۶۰ دقيقه، كاركرد معناداري نداشته‌اند

ظهور مقاومت ميكرب‌ها در برابر آنتي بيوتيك‌ها جان ميليون‌ها انسان را تهديد مي‌كند. پس از آزمايش‌هاي كلينيكي و آزمايشگاهي بسيار در كشورهاي مختلف جهان، ثابت شد كه بسياري از ميكروارگانيسم‌هاي مقاوم به آنتي بيوتيك، روي سطوح مسي كشته مي‌شوند. .[۱۰] در سال ۲۰۰۸ سطح مس به عنوان اولين ماده جامد ضد ميكروبي؛ قارچ كش، باكتري كش و نابود كننده ويروس، توسط آژانس حفاظت محيط زيست آمريكا (آژانس حفاظت محيط زيست ايالات متحده آمريكا) به ثبت رسيد.[۱۱] و بيش از ۴۷۹ آلياژ مس (جرم مس موجود در آلياژها حداقل بايد ۶۰٪ باشد)[۱۲] براي حفظ سلامت عمومي به ثبت رسيده است.[۱۳]

نتايج آزمايش‌ها از اين قرار است: سطح مس به طور پيوسته آلودگي باكتريايي را در مدت دو ساعت به ۹۹٬۹ درصد كاهش داده و حتي پس از آلودگي مجدد، آلودگي كاهش مي‌يابد. سطح مسي بازدارنده شكل گيري و رشد باكتري در طول مدت دو ساعت است.[۱۴] مشاهده شده است كه مس با سرعت 8-7 logدر ساعت ميكرب‌ها را مي‌كشد.[۱۰] هنوز هيچ ميكروارگانيسمي كشف نشده است كه بتواند در تماس با سطح مس مقاوم باشد. مس نه تنها باكتري و عوامل بيماري ويروسي را مي‌كشد بلكه همچنين به سرعت اسيد نوكلئيك ماده ژنتيك را نابود مي‌كند و از اين روي است كه سلول باكتري هيچ شانسي براي موتاسيون و راهي براي ورود به ميكرب‌هاي ديگر را ندارد، فرايندي كه انتقال افقي ژن - HGT - خوانده مي‌شود. در نتيجه از گسترش نسل بعدي باكتري پيشگيري مي‌شود.[۱۵] سطح مس با نحوه اثر طيف وسيع ضد ميكروب، باكتري كش، ضدويروس و قارچ كش است.[۱۶]

برآورد شده است كه حدود ۸۰٪ بيماري‌هاي عفوني از راه تماس منتقل مي‌شوند. استفاده از سطوح مسي در بيمارستان‌ها به ويژه در ICU براي دستگيره درها، شير آب و اهرم سرويس بهداشتي، فلز تخت بيمار، ميله ميز بيمار، آنژيو كت، محل تماس زنگ‌ها و چراغ‌ها، نه تنها چرخه انتقال آلودگي ميكربي را مختل مي‌كند بلكه فعالانه خطر مقاومت باكتريايي را كاهش مي‌دهد و مانع شيوع عفونت به ديگران مي‌شود.[۱۷] در يك آزمايش كلينيكي انجام شده با استفاده از سطوح مسي در ICU ميزان عفونت‌هاي بيمارستاني به ميزان ۵۸٪ كاهش يافته است. اين استراتژي، در كنار رعايت بهداشت دست‌ها و اصول بهداشتي معمول مي‌تواند حركت به سمت نابودي كابوس مقاوم بودن ميكروب‌ها در برابر آنتي بيوتيك‌ها باشد

آلياژهاي بسياري از مس وجود دارد برنج آلياژ مس و روي است و برنز آلياژ مس و قلع است. متداول‌ترين حالات اكسيداسيون مس شامل حالت مربوط به مس يك ظرفيتي cuprous، 1+Cu و حالت cupric،2+Cu مي‌باشد.

كربنات مس به رنگ سبز است كه بوسيله آن ظاهر منحصر به فرد بام‌ها يا گنبدهاي با پوشش مس روي بعضي ساختمان‌ها ساخته مي‌شوند.

اكسيدهاي مس (مانند:اكسيد مس ايتريم و باريم ۷δ Yba2Cu3O يا YBCO) پايه‌هاي بسياري از ابر رساناهاي غير معمول را تشكيل مي‌دهند.

تركيبات ديگر: سولفيد مس

مس معمولاً به شكل معدني يافت مي‌شود. كاني‌هايي مثل آزوريت، مالاكيت و برنيت همانند سولفيدهايي از جمله كالكوپيريت (CuFeS2)، كوولين (CuS)، كالكوزين (Cu2S) يا اكسيدهايي مانند كوپريت (Cu2O) از منابع مس هستند.

«در حدود پنج هزار سال پيش از ميلاد مردم غارنشين فلات ايران بر اثر تغييراتي كه از لحاظ آب و هوا و تشكيل مزارع و چمنزارها به وجود آمد به دشت‌ها روي آوردند و زندگي تازه‌اي را آغاز كردند و در تمدن آن‌ها نسبت به دوران‌هاي پيشين پيشرفت بيشتري ديده شد. مردمي كه در فلات ايران زندگي مي‌كردند گه گاه به سفالگري و ساختن اشياء با گل مي‌پرداختند و با پختن آن‌ها از آن‌ها آثاري زيبا پديدمي‌آوردند. آن‌ها در برخي اوقات مشاهده مي‌كردند كه بعضي از ظروف سفالينشان در اثر ضربه نمي‌شكند و همين‌طور در برخي اوقات از ظروفي كه در آتش مي‌نهادند ماده‌اي خارج مي‌شد كه پس از سرد شدن سخت مي‌گشت. آنها نام اين ماده را مس گذاشتند و در ساخت ظروف و ابزار كشاورزي و جنگ از آن استفاده‌هاي بسيار كردند. در پايان عهد حجر پسين مردم اين منطقه آلات و ابزار خود را با مس مي‌ساختند و كم‌كم اين‌گونه ادوات جاي ابزار سنگي را كه تا آن زمان متداول بود گرفت . ..... در هزاره چهارم پيش از ميلاد مردم دشت‌نشين فلات ايران در كار زندگي پيشرفت بيشتري كردند … با آن‌كه سنگ در ساختن آلات و ادوات در اين عهد به كار مي‌رفت فلز نيز بيش از دوره پيش وارد صنعت گرديد، مس را با چكش صاف مي‌كردند، اما طرز ذوب كردن فلزات را نمي‌دانستند و با مس سنجاق و ظروف ظريف مي‌ساختند. ..... در اين دوره ذوب مس نيز متداول شد و آلات و ادوات را به شيوه ريخته‌گري ساختند. در سكونت‌گاه‌هاي دوره مزبور چاقوها و دشنه‌هايي با تيغه مسين به دست آمده است. همچنين در حفاري‌هاي سيلك كاشان مقداري آئينه مسي جهت آرايش به دست آمده است. از ويژگي‌هاي اين دوره وجود گوشواره‌هايي از طلا و لاجورد است.»

مس فلزي قابل انعطاف و چكش‌خوار است كه كاربردهاي زيادي مانند موارد زير دارد:

سيمهاي مسي
لولههاي مسي
دستگيره‌هاي درب و ساير وسايل منزل
مجسمه‌سازي. مثلاً" مجسمه آزادي شامل ۱۷۹۰۰۰ پوند مس مي‌باشد.[۸]
آهنرباهاي الكتريكي.
موتورها، مخصوص موتورهاي الكترومغناطيسي.
لامپ‌هاي خلاء ، لامپ‌هاي پرتوي كاتدي و مگنترون هاي اجاق‌هاي مايكرو ويو.
در وسايل آشپزي، از جمله ماهي تابه كه در مسگري ساخته مي‌شوند.
وسايل موسيقي ، بخصوص سازهاي بادي.
بعنوان يك بيواستاتيك در بيمارستانها و پوشاندن قسمتهاي مختلف كشتي براي حفاظت در برابر بارناكل ها و ماسل‌ها.
تركيباتي مانند محلول فلينگ كه در شيمي كاربرد دارد.

به علت خاصيت هدايت بهتر آن نسبت به آلومينيوم، كاربرد مس در ICها به جاي آلومينيوم رو به افزايش است.

سولفات مس به‌عنوان سم و پايه توليد اكثر تركيبات مسي مي‌باشد. ماده موثره قارچ‌كش‌هاي مسي، براي كنترل بيماري‌هاي قارچي و بيماري‌هاي باكتريايي گياهان، مس است.

مس، نقره و طلا همگي در گروه يازدهم جدول تناوبي جاي دارند از اين رو برخي رفتارهاي مشترك را از خود نشان مي‌دهند. همهٔ اين عنصرها پس از يك لايه الكتروني d داراي يك الكترون در اوربيتال s اند. ويژگي مشترك همهٔ اين عنصرها، چكش خواري و رسانايي الكتريكي بالا است. لايهٔ الكتروني d كه پر از الكترون است چندان در واكنش‌هاي ميان اتمي وارد نمي‌شود بلكه پيوند فلزي از طريق الكترون اوربيتال s صورت مي‌گيرد. برخلاف فلزهايي كه داراي لايهٔ d نيمه پر هستند، پيوند فلزي در مس داراي ويژگي‌هاي پيوند كووالانسي نيست و نسبتاً ضعيف است. اين مطلب دليل سختي پايين و شكل‌پذيري بالاي يك تك بلور مس است.[۲] در نگاه ماكروسكوپيك به شبكهٔ بلوري مس، در مي‌يابيم كه سختي آن زير اثر يك تنش معلوم افزايش مي‌يابد. از اين رو مس معمولاً در قالب چندبلوري ريز كه مقاومت بالاتري دارد قرار مي‌گيرد تا در قالب تك‌بلوري.

مس نام يك عنصر جدول تناوبي با نماد شيميايي Cu (برگرفته از واژهٔ لاتين cuprum) است عدد اتمي آن ۲۹ و عنصري فلزي با ويژگي‌هاي شكل‌پذيري و رسانايي گرمايي و الكتريكي بالا است. مس خالص، نرم و چكش خوار است بخشي از آن كه در برابر هواي آزاد قرار دارد به رنگ قرمز مايل به نارنجي است.

هزاران سال است كه از مس و آلياژهايش استفاده مي‌شود. در دوران روم باستان، از معدن‌هاي مس در قبرس بهره‌برداري مي‌شد ريشهٔ نام لاتين مس از واژهٔ сyprium به معني فلز قبرس (metal of Cyprus) گرفته شده است كه بعدها كوتاه شده و به شكل cuprum درآمده است. تركيب‌هاي مس معمولاً به شكل نمك‌هاي مس (II) ديده مي‌شوند، رنگ آبي و يا سبز كاني‌هايي مانند آزوريت و فيروزه كه از گذشته به عنوان گوهر دانسته مي‌شدند ناشي از همين فلز است. از مس در معماري ساختماني و هنرهاي تزئيني هم بهره برده مي‌شود.