Was sind die Verwendungen von Fluor?

Fluor ist ein leichtes Element, das als Halogen klassifiziert wird. Es ist das elektronegativste Element, das bekannt ist, und neigt daher stark zur Bindung an metallische Elemente in der Natur, um Salze zu bilden. Die Verwendung von Fluor umfasst weit verbreitete Anwendungen in Konsumgütern wie Zahnpasta, Mundwasser und als Zusatz zu Wasserversorgungen in einigen Ländern wie den USA. In seiner elementaren Form umfassen die Verwendungen von Fluor auch als übliche Ätzchemikalie für Glas- oder Siliziumsubstrate bei der Halbleiterherstellung und als Ätzverbindung Fluorwasserstoffsäure (HF). Dieses reaktive Fluor mit Glas macht es für die Herstellung von Mikroprozessoren, Computer- und Fernsehbildschirmen und Sensoren für mikroelektromechanische Systeme (MEMS) wertvoll. In Kombination mit Ethylen bildet es auch eine reibungsfreie Beschichtung, die in Kochgeschirr verwendet wird, das als Polytetrafluorethylen (PTFE) bekannt ist.

Als natürliche Metallsalze wurden Fluorverbindungen bereits im 18. Jahrhundert verwendet, um Metalle zusammenzuschweißen und Muster in Glas zu schneiden oder die Oberfläche zu bereifen. Die kommerzielle Produktion der Chemikalie nahm zu Beginn des 20. Jahrhunderts rapide zu, als in den 1920er Jahren erstmals Fluorchlorkohlenwasserstoff-Verbindungen (FCKW) als Kältemittel für Klimaanlagen für Gewerbe, Wohnhäuser und Kraftfahrzeuge hergestellt wurden. PTFE-Antihaft-Oberflächen wurden ebenfalls erfunden und in den späten 1930er Jahren weit verbreitet. Andere Verwendungen von Fluor umfassen die Urantrennung, so dass das Schwermetall als Brennstoff für Kernkraftwerke und als Aktivierungselement für Oxidationsmittel in Raketentreibstoff dienen kann.

Während später festgestellt wurde, dass FCKW-Verbindungen die schützende Ozonschicht der Erde abbauen, wurden sie durch andere Verbindungen ersetzt, die noch das Element Fluor enthalten, wie Fluorkohlenwasserstoffe (FKW). Die Europäische Union verbot 1995 die Verwendung einer anderen Formulierung des Elements Fluorchlorkohlenwasserstoffe als Kältemittel, da festgestellt wurde, dass es sich auch um ozonabbauende Chemikalien handelt. Während HFKW in der oberen Atmosphäre nicht in Verbindungen zerfallen, die die Ozonschicht zerstören, ist bekannt, dass sie zum Prozess der globalen Erwärmung beitragen, so dass ihre Verwendung allmählich eingestellt wird.

Während die Verwendung von Fluor vielfältig ist, ist das Element nicht ohne Risiken, da es hochgiftig, ätzend und explosiv sein kann. Als Flusssäure, die in der Halbleiter- und Glühbirnenindustrie verwendet wird, ist sie eine farblose, geruchlose flüssige Verbindung, die Wasser ähnelt und harmlos erscheint, wenn sie auf die Hautoberfläche verschüttet wird. HF hat jedoch eine starke Tendenz, sich an Kalzium zu binden, und die auf der Haut verschüttete Säure dringt schnell in die Haut und in die Knochen ein, wo sie sich allmählich auflöst und sich in anderen Geweben an Kalzium bindet, was zu starken Schmerzen führt und möglicher Tod. Die Verwendung von Fluor in der Wasserversorgung wurde ebenfalls kontrovers diskutiert, da es in ausreichend hohen Konzentrationen oder bei längerer Exposition gesundheitsschädlich sein kann. Fast 20 Industrienationen ab dem Jahr 2000, darunter Indien, Deutschland und Japan, haben die Politik, der öffentlichen Wasserversorgung keinen Fluorgehalt hinzuzufügen, obwohl nachweislich niedrige Konzentrationen Karies und andere Zahnprobleme, insbesondere bei Kindern, verhindern.