مس یک عنصر شیمیایی است . این فلز دارای نماد مس (از لاتین cuprum ) و عدد اتمی 29 است. این فلز نرم، چکش خوار و انعطاف پذیر با رسانایی حرارتی و الکتریکی بسیار بالا است . یک سطح تازه از مس خالص دارای رنگ صورتی مایل به نارنجی است . مس به عنوان رسانای گرما و الکتریسیته، به عنوان مصالح ساختمانی ، و به عنوان ترکیبی از آلیاژهای فلزی مختلف ، مانند نقره استرلینگ مورد استفاده در جواهرات ، نیکل مس برای ساختن سخت افزارهای دریایی و سکه ها ، و کنستانتان که در استرین سنج ها و ترموکوپل ها استفاده می شود، استفاده می شود. برای اندازه گیری دما
مس یکی از معدود فلزاتی است که می تواند در طبیعت به شکل فلزی قابل استفاده مستقیم ( فلزات بومی ) وجود داشته باشد. این منجر به استفاده بسیار اولیه انسان در چندین منطقه، از سال قبل از میلاد شد. 8000 سال قبل از میلاد هزاران سال بعد، این اولین فلزی بود که از سنگ معدن سولفید ذوب شد . 5000 سال قبل از میلاد ; اولین فلزی که در قالب به شکلی ریخته می شود، ج. 4000 سال قبل از میلاد و اولین فلزی که عمداً با فلز دیگری، قلع ، آلیاژ شد تا برنز ایجاد شود ، ج. 3500 قبل از میلاد [9]
ترکیبات رایج نمک مس (II) هستند که اغلب رنگ های آبی یا سبز را به مواد معدنی مانند آزوریت ، مالاکیت و فیروزه می بخشند و به طور گسترده و تاریخی به عنوان رنگدانه مورد استفاده قرار می گرفته اند.
مس مورد استفاده در ساختمانها، معمولاً برای سقفسازی، اکسید میشود و پتینهای سبز رنگ از ترکیباتی به نام verdigris تشکیل میدهد . مس گاهی اوقات در هنر تزئینی هم به شکل فلز عنصری و هم در ترکیبات به عنوان رنگدانه استفاده می شود. از ترکیبات مس به عنوان عوامل باکتریواستاتیک ، قارچ کش و نگهدارنده چوب استفاده می شود .
مس برای همه موجودات زنده به عنوان یک ماده معدنی در رژیم غذایی ضروری است ، زیرا یک ماده اصلی تشکیل دهنده آنزیم تنفسی سیتوکروم سی اکسیداز است . در نرم تنان و سخت پوستان ، مس جزء رنگدانه خونی هموسیانین است که با هموگلوبین کمپلکس آهن در ماهی و سایر مهره داران جایگزین می شود . در انسان، مس عمدتاً در کبد، ماهیچه و استخوان یافت می شود. [10] بدن بالغ حاوی 1.4 تا 2.1 میلی گرم مس به ازای هر کیلوگرم وزن بدن است. [11]
در دوران روم ، مس عمدتاً در قبرس استخراج میشد که منشأ نام این فلز از aes cyprium (فلز قبرس) بود که بعداً به مس (لاتین) تبدیل شد. مس ( انگلیسی باستان ) و مس از این مشتق شده اند، املای بعدی برای اولین بار در حدود سال 1530 استفاده شد. [12]
مس، نقره و طلا در گروه 11 جدول تناوبی قرار دارند. این سه فلز دارای یک الکترون مداری s در بالای یک پوسته الکترونی d پر شده هستند و با شکل پذیری بالا و رسانایی الکتریکی و گرمایی مشخص می شوند . پوستههای d پر شده در این عناصر کمک چندانی به برهمکنشهای بین اتمی میکنند، که توسط الکترونهای s از طریق پیوندهای فلزی تسلط دارند . بر خلاف فلزات با پوسته D ناقص، پیوندهای فلزی در مس فاقد ویژگی کووالانسی و نسبتاً ضعیف هستند. این مشاهدات سختی کم و شکل پذیری بالای تک بلورهای مس را توضیح می دهد. [13] در مقیاس ماکروسکوپی، ورود عیوب گسترده به شبکه کریستالی ، مانند مرزهای دانه، مانع از جریان مواد تحت تنش اعمال شده، در نتیجه افزایش سختی آن میشود. به همین دلیل مس معمولاً به صورت پلی کریستالی ریزدانه عرضه می شود که از استحکام بیشتری نسبت به اشکال تک کریستالی برخوردار است. [14]
نرمی مس تا حدودی هدایت الکتریکی بالای آن را توضیح می دهد.59.6 × 10 6 S / m ) و رسانایی حرارتی بالا، دومین بالاترین (پس از نقره) در میان فلزات خالص در دمای اتاق. [15] این به این دلیل است که مقاومت در برابر انتقال الکترون در فلزات در دمای اتاق عمدتاً از پراکندگی الکترونها بر روی ارتعاشات حرارتی شبکه ناشی میشود که در یک فلز نرم نسبتاً ضعیف هستند. [13] حداکثر چگالی جریان ممکن مس در هوای آزاد تقریباً است3.1 × 10 6 A/m 2 ، در بالای آن شروع به گرم شدن بیش از حد می کند. [16]
مس یکی از معدود عناصر فلزی با رنگ طبیعی غیر از خاکستری یا نقره ای است. [17] مس خالص نارنجی مایل به قرمز است و هنگامی که در معرض هوا قرار می گیرد مایل به قرمز می شود. این به دلیل فرکانس پایین پلاسمایی فلز است که در قسمت قرمز طیف مرئی قرار دارد و باعث جذب رنگهای سبز و آبی با فرکانس بالاتر میشود. [18]
مانند سایر فلزات، اگر مس در حضور الکترولیت با فلز دیگری در تماس باشد ، خوردگی گالوانیکی رخ می دهد. [19]
مس با آب واکنش نمی دهد، اما به آرامی با اکسیژن اتمسفر واکنش نشان می دهد و لایه ای از اکسید مس قهوه ای-سیاه تشکیل می دهد که بر خلاف زنگی که روی آهن در هوای مرطوب ایجاد می شود، فلز زیرین را از خوردگی بیشتر محافظت می کند ( غیرفعال شدن ). یک لایه سبز رنگ سرخابی (کربنات مس) اغلب روی سازه های مسی قدیمی مانند سقف بسیاری از ساختمان های قدیمی [20] و مجسمه آزادی دیده می شود . [21] مس زمانی که در معرض برخی از ترکیبات گوگرد قرار می گیرد، کدر می شود ، که با آن واکنش نشان می دهد و سولفیدهای مس مختلف را تشکیل می دهد . [22]
29 ایزوتوپ مس وجود دارد .63
مس
و65
مس
پایدار هستند، با63
مس
تقریباً 69٪ از مس طبیعی را شامل می شود. هر دو دارای چرخش 3 ⁄ 2 هستند . [23] ایزوتوپهای دیگر رادیواکتیو هستند و پایدارترین آنها رادیواکتیو هستند67
مس
با نیمه عمر 61.83 ساعت. [23] هفت ایزومر ناپایدار مشخص شده اند.68 متر
مس
طولانی ترین با نیمه عمر 3.8 دقیقه است. ایزوتوپ های با عدد جرمی بالاتر از 64 توسط β- تجزیه می شوند ، در حالی که ایزوتوپ هایی با عدد جرمی زیر 64 با β + تجزیه می شوند .64مسکه نیمه عمر آن 12.7 ساعت است، به هر دو صورت پوسیده می شود. [24]
62
مس
و64
مس
کاربردهای قابل توجهی دارند.62
مس
استفاده می شود در62
مس
Cu-PTSM به عنوان یک ردیاب رادیواکتیو برای توموگرافی انتشار پوزیترون . [25]
مس در ستارگان پرجرم [26] تولید می شود و در پوسته زمین به نسبت 50 قسمت در میلیون (ppm) وجود دارد. [27] در طبیعت، مس در مواد معدنی مختلفی از جمله مس بومی ، سولفیدهای مس مانند کالکوپیریت ، بورنیت ، دیژنیت ، کوولیت و کالکوسیت ، سولفوسالتهای مس مانند تتراهیدیت-تنانتیت ، و انارژیت ، کربناتهای مس آزوری و مانند آن وجود دارد. مالاکیت و به ترتیب به عنوان اکسیدهای مس (I) یا مس (II) مانند کوپریت و تنوریت . [15] بزرگترین جرم مس عنصری کشف شده 420 تن وزن داشت و در سال 1857 در شبه جزیره Keweenaw در میشیگان، ایالات متحده یافت شد. [27] مس بومی یک پلی کریستال است ، با بزرگترین تک بلور که تا به حال توصیف شده است به ابعاد 4.4 × 3.2 × 3.2 سانتی متر . [28] مس بیست و ششمین عنصر فراوان در پوسته زمین است که نشان دهنده 50 ppm در مقایسه با 75 ppm برای روی و 14 ppm برای سرب است . [29]
غلظت پس زمینه معمولی مس تجاوز نمی کند1 نانوگرم بر متر مکعب در جو؛150 میلی گرم بر کیلوگرم در خاک؛30 میلی گرم بر کیلوگرم در پوشش گیاهی؛ 2 میکروگرم در لیتر در آب شیرین و0.5 میکروگرم در لیتر در آب دریا. [30]
بیشتر مس به صورت سولفید مس از معادن روباز بزرگ در ذخایر مس پورفیری که حاوی 0.4 تا 1.0 درصد مس هستند استخراج یا استخراج می شود. سایتها عبارتند از Chuquicamata ، در شیلی، معدن بینگهام کانیون ، در یوتا، ایالات متحده، و معدن El Chino ، در نیومکزیکو، ایالات متحده. بر اساس گزارش سازمان زمین شناسی بریتانیا ، در سال 2005، شیلی با حداقل یک سوم از سهم جهان، بزرگترین تولید کننده مس بود و پس از آن ایالات متحده، اندونزی و پرو. [15] همچنین می توان مس را از طریق فرآیند شستشوی درجا بازیابی کرد . چندین سایت در ایالت آریزونا کاندیدای اصلی برای این روش در نظر گرفته می شوند. [31] مقدار مس مورد استفاده در حال افزایش است و مقدار موجود به سختی کافی است تا به همه کشورها اجازه دهد به سطوح استفاده در جهان توسعه یافته دست یابند. [32] منبع جایگزین مس برای جمع آوری که در حال حاضر در حال تحقیق است ، گره های چند فلزی هستند که در اعماق اقیانوس آرام تقریباً 3000 تا 6500 متر زیر سطح دریا قرار دارند. این ندول ها حاوی فلزات ارزشمند دیگری مانند کبالت و نیکل هستند . [33]
مس برای حداقل 10000 سال مورد استفاده بوده است، اما بیش از 95 درصد از مس استخراج شده و ذوب شده از سال 1900 استخراج شده است . 10 14 تن در کیلومتر بالای پوسته زمین که با سرعت استخراج فعلی حدود 5 میلیون سال ارزش دارد. با این حال، تنها بخش کوچکی از این ذخایر با قیمت ها و فناوری های امروزی از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است. برآورد ذخایر مس موجود برای استخراج از 25 تا 60 سال بسته به مفروضات اصلی مانند نرخ رشد متفاوت است. [35] بازیافت منبع اصلی مس در دنیای مدرن است. [34]
قیمت مس بی ثبات است . [36] پس از یک اوج در سال 2022 قیمت به طور غیرمنتظره ای کاهش یافت. [37]
بازار جهانی مس یکی از کالایی ترین و مالی شده ترین بازارهای کالایی است و دهه هاست که چنین بوده است. [38] : 213
اکثریت سنگ معدن مس سولفید است. کانه های رایج عبارتند از سولفید کالکوپیریت (CuFeS 2 )، بورنیت (Cu 5 FeS 4 ) و تا حدی کوولیت (CuS) و کالکوسیت (Cu 2 S). [39] این سنگها در سطح مس کمتر از 1% وجود دارند. غلظت سنگ معدن مورد نیاز است که با خرد کردن و سپس فلوتاسیون کف شروع می شود . کنسانتره باقی مانده ذوب شده است که می توان آن را با دو معادله ساده توصیف کرد: [40]
اکسید مس با سولفید مس واکنش داده و پس از حرارت دادن به مس تاول تبدیل می شود
این برشته کردن، مس مات، تقریباً 50٪ مس وزنی به دست میدهد که با الکترولیز خالص میشود. بسته به سنگ معدن، گاهی اوقات فلزات دیگری از جمله پلاتین و طلا در طی الکترولیز به دست می آیند.
به غیر از سولفیدها، خانواده دیگری از سنگ معدنها اکسیدها هستند. تقریباً 15 درصد از عرضه مس جهان از این اکسیدها تأمین می شود. فرآیند غنیسازی اکسیدها شامل استخراج با محلولهای اسید سولفوریک و سپس الکترولیز میشود. به موازات روش فوق برای کانسنگ های سولفیدی و اکسیدی "غلیظ"، مس از باطله ها و کپه های معدن استخراج می شود. روش های مختلفی از جمله شستشو با اسید سولفوریک، آمونیاک، کلرید آهن استفاده می شود. از روش های بیولوژیکی نیز استفاده می شود. [40] [41]
منبع مهم مس از بازیافت است. بازیافت تسهیل می شود زیرا مس معمولاً در حالت فلزی خود مستقر می شود. در سال 2001، یک خودروی معمولی حاوی 20 تا 30 کیلوگرم مس بود. بازیافت معمولاً با برخی از فرآیندهای ذوب با استفاده از کوره بلند آغاز می شود. [40]
منبع بالقوه مس گره های چند فلزی هستند که غلظت تخمینی 1.3 درصد دارند. [42] [43]
مس نیز مانند آلومینیوم بدون افت کیفیت، هم از حالت خام و هم از محصولات تولیدی قابل بازیافت است. [44] از نظر حجم، مس سومین فلز بازیافتی بعد از آهن و آلومینیوم است. [45] تخمین زده می شود 80٪ از کل مس استخراج شده تا کنون هنوز در حال استفاده است. [46] با توجه به گزارش ذخایر فلزی انجمن منابع بین المللی ، سرانه جهانی مس مورد استفاده در جامعه 35 تا 55 کیلوگرم است. بیشتر این در کشورهای توسعه یافته تر (140-300 کیلوگرم سرانه) به جای کشورهای کمتر توسعه یافته (30-40 کیلوگرم سرانه) است.
فرآیند بازیافت مس تقریباً همان چیزی است که برای استخراج مس استفاده می شود، اما به مراحل کمتری نیاز دارد. ضایعات مس با خلوص بالا در یک کوره ذوب می شود و سپس کاهش می یابد و به شکل بیلت و شمش ریخته می شود . قراضه با خلوص کمتر با آبکاری الکتریکی در حمام اسید سولفوریک تصفیه می شود . [47]
هزینه زیست محیطی استخراج مس در سال 2019 معادل 3.7 کیلوگرم CO2eq به ازای هر کیلوگرم مس برآورد شد . [48] کودلکو، تولیدکننده بزرگ در شیلی، گزارش داد که این شرکت در سال 2020 2.8 تن دیاکسید کربن به ازای هر تن (2.8 کیلوگرم دیاکسید کربن به ازای هر کیلوگرم) تولید کرده است. مس ریز [49] انتشار گازهای گلخانه ای در درجه اول از برق مصرف شده توسط شرکت، به ویژه زمانی که از سوخت های فسیلی تامین می شود، و از موتورهای مورد نیاز برای استخراج و پالایش مس ناشی می شود. شرکتهایی که زمینهای معدن را انجام میدهند، اغلب زبالهها را به اشتباه مدیریت میکنند و این منطقه را مادام العمر استریل میکنند. علاوه بر این، رودخانهها و جنگلهای مجاور نیز تأثیر منفی دارند. فیلیپین نمونه ای از منطقه ای است که در آن زمین توسط شرکت های معدنی بیش از حد مورد بهره برداری قرار می گیرد . [50]
زباله های معدن مس در Valea Şesei، رومانی، به طور قابل توجهی خواص آب مجاور را تغییر داده است. آب در مناطق آسیب دیده بسیار اسیدی است، با محدوده pH 2.1-4.9، و سطوح هدایت الکتریکی بالا بین 280 و 1561 mS/cm را نشان می دهد. [51] این تغییرات در شیمی آب، محیط را برای ماهیها نامناسب میسازد و اساساً آب را برای آبزیان غیرقابل سکونت میکند.
آلیاژهای مس متعددی فرموله شده اند که بسیاری از آنها کاربردهای مهمی دارند. برنج آلیاژی از مس و روی است . برنز معمولاً به آلیاژهای مس- قلع اطلاق می شود ، اما می تواند به هر آلیاژ مس مانند برنز آلومینیوم اشاره داشته باشد . مس یکی از مهم ترین اجزای تشکیل دهنده لحیم های نقره و طلای عیار مورد استفاده در صنعت جواهرسازی است که رنگ، سختی و نقطه ذوب آلیاژهای حاصل را تغییر می دهد. [54] برخی از لحیمهای بدون سرب از قلع آلیاژی با نسبت کمی از مس و سایر فلزات تشکیل شدهاند. [55]
آلیاژ مس و نیکل به نام مس و نیکل در سکه های کم ارزش اغلب برای روکش بیرونی استفاده می شود. سکه پنج سنت آمریکا (که در حال حاضر نیکل نامیده می شود ) از 75 درصد مس و 25 درصد نیکل در ترکیب همگن تشکیل شده است. قبل از معرفی کوپرونیکل که به طور گسترده توسط کشورها در نیمه دوم قرن بیستم پذیرفته شد، [56] از آلیاژهای مس و نقره نیز استفاده میشد که ایالات متحده از آلیاژ 90 درصد نقره و 10 درصد مس استفاده میکرد. در سال 1965، زمانی که نقره در گردش از تمام سکه ها به استثنای نیم دلار حذف شد - این سکه ها بین سال های 1965 تا 1970 به آلیاژی از 40٪ نقره و 60٪ مس تبدیل شدند. [57] آلیاژ 90٪ مس و 10٪ نیکل. که به دلیل مقاومت در برابر خوردگی قابل توجه است، برای اجسام مختلف در معرض آب دریا استفاده می شود، اگرچه در برابر سولفیدهایی که گاهی در بنادر و مصب های آلوده یافت می شود آسیب پذیر است. [58] آلیاژهای مس با آلومینیوم (حدود 7٪) رنگ طلایی دارند و در تزئینات استفاده می شوند. [27] Shakudō یک آلیاژ تزئینی ژاپنی از مس است که حاوی درصد کمی طلا، معمولاً 4-10٪ است که می تواند به رنگ آبی تیره یا سیاه پتینه شود. [59]
مس انواع مختلفی از ترکیبات را تشکیل می دهد که معمولاً دارای حالت های اکسیداسیون +1 و +2 هستند که اغلب به ترتیب مس و مس نامیده می شوند . [60] ترکیبات مس فرآیندهای شیمیایی و بیولوژیکی متعددی را ترویج یا کاتالیز می کنند. [61]
مانند سایر عناصر، ساده ترین ترکیبات مس ترکیبات دوتایی هستند، یعنی آنهایی که فقط شامل دو عنصر هستند که نمونه های اصلی آن اکسیدها، سولفیدها و هالیدها هستند . هر دو اکسید مس و مس شناخته شده اند. در میان سولفیدهای مس متعدد ، [62] نمونههای مهم عبارتند از سولفید مس (I) ( Cu2S ) و منسولفید مس ( CuS ). [63]
هالیدهای مس با فلوئور ، کلر ، برم و ید ، مانند هالیدهای مس با فلوئور ، کلر و برم شناخته شده اند . تلاش برای تهیه یدید مس (II) فقط یدید مس (I) و ید به دست میدهد. [60]
مس با لیگاندها کمپلکس های هماهنگی ایجاد می کند . در محلول آبی، مس (II) به صورت [Cu(H
2O)
6]2+
. این مجموعه سریعترین نرخ تبادل آب (سرعت اتصال و جدا شدن لیگاندهای آبی) را برای هر مجموعه فلزی انتقالی نشان میدهد . افزودن هیدروکسید سدیم آبی باعث رسوب هیدروکسید مس جامد آبی روشن می شود . یک معادله ساده شده عبارت است از:
آمونیاک آبی باعث ایجاد همان رسوب می شود. با افزودن آمونیاک اضافی، رسوب حل می شود و تترا آمین مس (II) را تشکیل می دهد :
بسیاری از اکسانیون های دیگر کمپلکس ها را تشکیل می دهند. اینها شامل استات مس (II) ، نیترات مس (II) و کربنات مس (II) است . سولفات مس (II) یک پنتا هیدرات کریستالی آبی ، آشناترین ترکیب مس در آزمایشگاه را تشکیل می دهد. از آن در قارچ کشی به نام مخلوط بوردو استفاده می شود . [64]
پلی ال ها ، ترکیباتی که حاوی بیش از یک گروه عاملی الکل هستند ، عموماً با نمک های مس برهم کنش دارند. به عنوان مثال، نمک های مس برای آزمایش کاهش قند استفاده می شود . به طور خاص، با استفاده از معرف بندیکت و محلول Fehling، وجود قند با تغییر رنگ از Cu (II) آبی به اکسید مس (I) مایل به قرمز نشان داده می شود. [65] معرف شوایزر و کمپلکس های مرتبط با اتیلن دی آمین و سایر آمین ها سلولز را حل می کنند . [66] اسیدهای آمینه مانند سیستین کمپلکس های کلات بسیار پایداری را با مس (II) تشکیل می دهند [67] [68] [69] از جمله به شکل بیوهیبریدهای فلزی-آلی (MOBs). بسیاری از آزمایشهای شیمیایی مرطوب برای یونهای مس وجود دارد، یکی شامل فریسیانید پتاسیم است که با نمکهای مس (II) رسوب قرمز قهوهای میدهد. [70]
ترکیباتی که حاوی پیوند کربن و مس هستند به عنوان ترکیبات آلی مس شناخته می شوند. آنها نسبت به اکسیژن برای تشکیل اکسید مس (I) بسیار واکنش نشان می دهند و در شیمی کاربردهای زیادی دارند . آنها با پردازش ترکیبات مس (I) با معرف های گریگنارد ، آلکین های انتهایی یا معرف های ارگانولیتیوم سنتز می شوند . [71] به ویژه، آخرین واکنش توصیف شده یک معرف گیلمن تولید می کند . اینها می توانند با آلکیل هالیدها جایگزین شوند تا محصولات جفت شونده را تشکیل دهند . به این ترتیب، آنها در زمینه سنتز آلی مهم هستند . استیلید مس (I) بسیار حساس به شوک است اما یک واسطه در واکنش هایی مانند جفت کادیوت-چودکیویچ [72] و جفت سونوگاشیرا است . [73] افزودن مزدوج به انون ها [74] و کربوکوپراتاسیون آلکین ها [75] نیز می تواند با ترکیبات آلی مس به دست آید. مس (I) انواع کمپلکس های ضعیف را با آلکن ها و مونوکسید کربن تشکیل می دهد ، به ویژه در حضور لیگاندهای آمین. [76]
مس (III) اغلب در اکسیدها یافت می شود. یک مثال ساده کوپرات پتاسیم ، KCuO 2 ، یک جامد آبی مایل به سیاه است. [77] گستردهترین ترکیبات مس (III) که مورد مطالعه قرار گرفتهاند، ابررساناهای کوپرات هستند . اکسید مس ایتریوم باریم (YBa 2 Cu 3 O 7 ) از هر دو مرکز Cu (II) و Cu (III) تشکیل شده است. مانند اکسید، فلوراید یک آنیون بسیار اساسی است [78] و به عنوان تثبیت یون های فلزی در حالت های اکسیداسیون بالا شناخته شده است. هر دو فلورید مس (III) و حتی مس (IV) به ترتیب K 3 CuF 6 و Cs 2 CuF 6 شناخته شده اند . [60]
برخی از پروتئینهای مس مجتمعهای اکسو را تشکیل میدهند که در سیستمهای آنالوگ مصنوعی که به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفتهاند، دارای مس (III) هستند. [79] [80] با تتراپپتیدها ، کمپلکسهای مس بنفش رنگ (III) توسط لیگاندهای آمید deprotonated تثبیت میشوند . [81]
مجتمع های مس (III) نیز به عنوان واسطه در واکنش های ترکیبات آلی مس یافت می شوند، برای مثال در واکنش خاراش-سوسنوفسکی . [82] [83] [84]
جدول زمانی مس نشان می دهد که چگونه این فلز تمدن بشری را در 11000 سال گذشته پیشرفت داده است. [85]
مس به طور طبیعی به عنوان مس فلزی بومی وجود دارد و برای برخی از قدیمی ترین تمدن های ثبت شده شناخته شده است. تاریخچه استفاده از مس به 9000 سال قبل از میلاد در خاورمیانه باز می گردد. [86] یک آویز مسی در شمال عراق یافت شد که مربوط به 8700 سال قبل از میلاد است. [87] شواهد نشان می دهد که طلا و آهن شهاب سنگی (اما نه آهن ذوب شده) تنها فلزاتی بودند که قبل از مس توسط انسان استفاده می شد. [88] تصور میشود که تاریخ متالورژی مس به این ترتیب است: ابتدا کار سرد مس بومی، سپس بازپخت ، ذوب و در نهایت ریختهگری موم گمشده . در جنوب شرقی آناتولی ، هر چهار این تکنیک کم و بیش به طور همزمان در آغاز قرن نوسنگی ظاهر می شوند . 7500 قبل از میلاد [89]
ذوب مس به طور مستقل در مکان های مختلف اختراع شد. اولین شواهد دال بر ریخته گری موم گم شده از طلسمی که در مهرگره پاکستان یافت شده است به دست می آید و قدمت آن به 4000 سال قبل از میلاد می رسد. [90] ریخته گری سرمایه گذاری در 4500-4000 قبل از میلاد در آسیای جنوب شرقی اختراع شد [86] ذوب احتمالاً قبل از 2800 قبل از میلاد در چین، در حدود سال 600 پس از میلاد در آمریکای مرکزی و در حدود قرن 9 یا 10 پس از میلاد در غرب آفریقا کشف شد. [91] تاریخگذاری کربن ، معدنکاری را در Alderley Edge در Cheshire ، انگلستان، در 2280 تا 1890 قبل از میلاد ایجاد کرده است . [92]
Ötzi مرد یخی ، مردی متعلق به 3300 تا 3200 قبل از میلاد، با یک تبر با سر مسی 99.7٪ خالص پیدا شد. سطوح بالای آرسنیک در موهای او نشان دهنده دخالت در ذوب مس است. [93] تجربه مس به توسعه فلزات دیگر کمک کرده است. به طور خاص، ذوب مس به احتمال زیاد منجر به کشف ذوب آهن شد . [93]
تاریخ تولید در مجتمع مس قدیمی در میشیگان و ویسکانسین بین 6500 تا 3000 قبل از میلاد است. [94] [95] [96] یک نیزه مسی یافت شده در ویسکانسین به 6500 سال قبل از میلاد مسیح مربوط می شود. [94] استفاده از مس توسط مردمان بومی مجتمع قدیمی مس از منطقه دریاچه های بزرگ آمریکای شمالی به طور رادیومتری به 7500 سال قبل از میلاد مسیح مربوط می شود. [94] [97] [98] مردمان بومی آمریکای شمالی در اطراف دریاچههای بزرگ نیز ممکن است در این زمان مس استخراج میکردهاند، که آن را به یکی از قدیمیترین نمونههای شناخته شده استخراج مس در جهان تبدیل میکند. [۹۹] شواهدی از آلودگی سرب ماقبل تاریخ از دریاچههای میشیگان وجود دارد که نشان میدهد مردم منطقه شروع به استخراج مس کردند . 6000 قبل از میلاد [99] [94] شواهد نشان می دهد که اشیاء مسی سودمند به طور فزاینده ای در مجتمع مس قدیمی آمریکای شمالی در طول عصر برنز از کار افتادند و تغییر به سمت افزایش تولید اشیاء مسی زینتی رخ داد. [100]
برنز طبیعی، نوعی مس ساخته شده از سنگ معدن غنی از سیلیکون، آرسنیک و (به ندرت) قلع، در حدود 5500 سال قبل از میلاد در بالکان مورد استفاده عمومی قرار گرفت. [101] آلیاژ مس با قلع برای ساختن برنز اولین بار حدود 4000 سال پس از کشف ذوب مس و حدود 2000 سال پس از استفاده عمومی "برنز طبیعی" انجام شد. [102] مصنوعات برنزی از فرهنگ وینچا به 4500 سال قبل از میلاد می رسد. [103] مصنوعات سومری و مصری از آلیاژهای مس و برنز مربوط به 3000 سال قبل از میلاد مسیح است. [104] آبی مصری یا کوپروریوایت (سیلیکات مس کلسیم) یک رنگدانه مصنوعی است که حاوی مس است و در حدود 3250 قبل از میلاد در مصر باستان استفاده شد . [105] روند تولید آبی مصری برای رومیان شناخته شده بود، اما در قرن چهارم پس از میلاد رنگدانه از کار افتاد و راز فرآیند تولید آن از بین رفت. رومی ها می گفتند که رنگدانه آبی از مس، سیلیس، آهک و ناترون ساخته می شد و برای آنها به عنوان caeruleum شناخته می شد .
عصر برنز در اروپای جنوب شرقی در حدود 3700 تا 3300 قبل از میلاد و در شمال غربی اروپا حدود 2500 قبل از میلاد آغاز شد. با آغاز عصر آهن، 2000 تا 1000 قبل از میلاد در خاور نزدیک، و 600 قبل از میلاد در شمال اروپا پایان یافت. گذار بین دوره نوسنگی و عصر مفرغ قبلاً دوره کالکولیتیک (سنگ مس) نامیده می شد، زمانی که ابزار مسی با ابزار سنگی استفاده می شد. این اصطلاح به تدریج از بین رفته است، زیرا در برخی از نقاط جهان، دوران کالکولیتیک و نوسنگی در هر دو طرف با هم همخوانی دارند. برنج، آلیاژی از مس و روی، منشأ بسیار جدیدتری دارد. این برای یونانیان شناخته شده بود، اما در طول امپراتوری روم مکمل مهمی برای برنز شد. [104]
در یونان مس با نام چالکوس (χαλκός) شناخته می شد. این منبع مهمی برای رومیان، یونانیان و دیگر مردمان باستان بود. در زمان رومی ها به نام aes Cyprium شناخته می شد ، aes اصطلاح لاتین عمومی برای آلیاژهای مس و Cyprium از قبرس ، جایی که مس زیادی از آن استخراج می شد. این عبارت به cuprum ساده شده است، از این رو مس انگلیسی است . آفرودیت ( زهره در روم) به دلیل زیبایی درخشان و استفاده باستانی آن در ساخت آینه، نمایانگر مس در اساطیر و کیمیاگری بود. قبرس، منبع مس، برای الهه مقدس بود. هفت جرم آسمانی که پیشینیان میشناختند با هفت فلز شناخته شده در دوران باستان مرتبط بودند و زهره به مس اختصاص داشت، هم به دلیل ارتباط با الهه و هم به دلیل اینکه زهره درخشانترین جرم آسمانی بعد از خورشید و ماه بود و به همین ترتیب مطابقت داشت. براق ترین و مطلوب ترین فلز بعد از طلا و نقره. [106]
مس اولین بار در سال 2100 قبل از میلاد در بریتانیای باستان استخراج شد. استخراج معادن در بزرگترین این معادن، اورمه بزرگ ، تا اواخر عصر برنز ادامه یافت. به نظر میرسد که استخراج تا حد زیادی به سنگهای ابرژنی محدود شده است که ذوب آنها آسانتر بود. به نظر می رسد که ذخایر غنی مس کورنوال ، علیرغم استخراج گسترده قلع در منطقه، به دلایل اجتماعی و سیاسی و نه فنی، تا حد زیادی دست نخورده باقی مانده است. [107]
در آمریکای شمالی، مس بومی از سایتهای جزیره رویال با ابزارهای سنگی اولیه بین سالهای 800 تا 1600 پس از میلاد استخراج شده است . [108] بازپخت مس در شهر کاهوکیا در آمریکای شمالی در حدود 1000 تا 1300 پس از میلاد انجام شد. [109] چندین ورقه مسی نفیس، معروف به صفحات مسی می سی سی پی وجود دارد که در آمریکای شمالی در منطقه اطراف کاهوکیا یافت شده است که مربوط به این دوره زمانی (1000-1300 پس از میلاد) است. [۱۰۹] تصور میشد که صفحات مسی در Cahokia ساخته شدهاند، قبل از اینکه به جاهای دیگر در غرب میانه و جنوب شرقی ایالات متحده مانند Wulfing cache و Etowah ختم شوند .
در آمریکای جنوبی، ماسک مسی مربوط به 1000 سال قبل از میلاد در آند آرژانتین یافت شده، قدیمیترین مصنوع مسی است که در آند کشف شده است. [110] پرو منشأ متالورژی مس اولیه در آمریکای پیش از کلمبیا در نظر گرفته شده است ، اما ماسک مس از آرژانتین نشان می دهد که Cajón del Maipo در جنوب آند مرکز مهم دیگری برای کار اولیه مس در آمریکای جنوبی بوده است. [110] متالورژی مس در آمریکای جنوبی، به ویژه در پرو در حدود 1000 پس از میلاد شکوفا شد. تزیینات تدفین مس مربوط به قرن پانزدهم کشف شده است، اما تولید تجاری این فلز تا اوایل قرن بیستم آغاز نشد. [ نیازمند منبع ]
نقش فرهنگی مس به ویژه در ارز مهم بوده است. رومی ها در قرون 6 تا 3 قبل از میلاد از کلوخه های مس به عنوان پول استفاده می کردند. ابتدا برای خود مس ارزش قائل بود، اما به تدریج شکل و ظاهر مس اهمیت بیشتری پیدا کرد. ژولیوس سزار سکه های خود را از برنج ساخته بود، در حالی که سکه های اکتاویانوس آگوستوس سزار از آلیاژهای مس - سرب - اسن ساخته شده بودند. با تولید سالانه حدود 15000 تن، فعالیتهای استخراج و ذوب مس رومی به مقیاسی بینظیر تا زمان انقلاب صنعتی رسید . استان های هیسپانیا ، قبرس و اروپای مرکزی بیشترین مین گذاری را داشتند . [111] [112]
دروازههای معبد اورشلیم از برنز قرنتی استفاده میکردند که با طلاکاری تهیشده کار شده بود . [ توضیحات لازم ] [ نیاز به نقل از ] این فرآیند در اسکندریه ، جایی که تصور میشود کیمیاگری در آنجا آغاز شده است، بیشتر رایج بود. [113] در هند باستان، مس در علم پزشکی جامع آیورودا برای ابزارهای جراحی و سایر تجهیزات پزشکی استفاده میشد . مصریان باستان ( 2400 سال قبل از میلاد ) از مس برای استریل کردن زخم ها و آب آشامیدنی و بعدها برای درمان سردرد، سوختگی و خارش استفاده می کردند. [ نیازمند منبع ]
کوه بزرگ مس معدنی در فالون، سوئد بود که از قرن 10 تا 1992 کار میکرد. این معدن دو سوم مصرف مس اروپا را در قرن هفدهم برآورده کرد و به بسیاری از جنگهای سوئد در آن زمان کمک کرد. [114] از آن به عنوان خزانه ملت یاد می شد. سوئد دارای یک ارز با پشتوانه مس بود . [115]
مس در سقف سازی، [20] واحد پول، و برای فناوری عکاسی معروف به داگرئوتیپ استفاده می شود . مس در مجسمهسازی رنسانس و برای ساخت مجسمه آزادی استفاده شد . مس همچنان در ساخت انواع مختلف استفاده می شود. آبکاری مس و روکش مسی به طور گسترده ای برای محافظت از بدنه کشتی ها در زیر آب استفاده می شد، تکنیکی که توسط دریاسالاری بریتانیا در قرن هجدهم پیشگام بود. [ 116] Norddeutsche Affinerie در هامبورگ اولین کارخانه آبکاری مدرن بود که تولید خود را در سال 1876 آغاز کرد . در همان زمان مشخص شد که مقدار و نوع عنصر آلیاژی (مثلاً قلع) به مس روی زنگها تأثیر میگذارد. [ نیازمند منبع ]
در طول افزایش تقاضا برای مس برای عصر برق، از دهه 1880 تا رکود بزرگ دهه 1930، ایالات متحده یک سوم تا نیمی از مس تازه استخراج شده جهان را تولید کرد. [118] نواحی اصلی شامل ناحیه Keweenaw در شمال میشیگان، عمدتاً ذخایر مس بومی، که توسط ذخایر وسیع سولفید Butte، Montana ، در اواخر دهه 1880 تحت الشعاع قرار گرفت، که خود توسط ذخایر پورفیری در جنوب غربی ایالات متحده، به ویژه تحت الشعاع قرار گرفت. در بینگهام کانیون، یوتا ، و مورنسی، آریزونا . معرفی استخراج بیل بخار روباز و نوآوری در ذوب، پالایش، غلظت فلوتاسیون و سایر مراحل فرآوری منجر به تولید انبوه شد. در اوایل قرن بیستم، آریزونا در رتبه اول قرار گرفت و پس از آن مونتانا و سپس یوتا و میشیگان قرار گرفتند . [119]
ذوب فلش توسط Outokumpu در فنلاند توسعه یافت و برای اولین بار در Harjavalta در سال 1949 به کار رفت. 50 درصد از تولید مس اولیه جهان را فرآیند انرژی کارآمد تشکیل می دهد. [120]
شورای بین دولتی کشورهای صادرکننده مس ، که در سال 1967 توسط شیلی، پرو، زئیر و زامبیا تشکیل شد، در بازار مس مانند اوپک در نفت فعالیت می کرد، اگرچه هرگز به همان نفوذی دست پیدا نکرد، به ویژه به دلیل اینکه دومین تولیدکننده بزرگ، ایالات متحده آمریکا است. ، هرگز عضو نبود. در سال 1988 منحل شد. [121]
در سال 2008، چین بزرگترین واردکننده مس در جهان شد و حداقل تا سال 2023 به این میزان ادامه داده است. [122] : 187
کاربرد عمده مس سیم برق (60%)، سقف و لوله کشی (20%) و ماشین آلات صنعتی (15%) است. مس بیشتر به عنوان یک فلز خالص استفاده می شود، اما در صورت نیاز به سختی بیشتر، آن را در آلیاژهایی مانند برنج و برنز (5٪ از کل استفاده) قرار می دهند. [27] بیش از دو قرن است که از رنگ مسی روی بدنه قایق ها برای کنترل رشد گیاهان و صدف ها استفاده می شود. [123] بخش کوچکی از ذخایر مس برای مکمل های غذایی و قارچ کش ها در کشاورزی استفاده می شود. [64] [124] ماشینکاری مس ممکن است، اگرچه آلیاژها برای ماشینکاری خوب در ایجاد قطعات پیچیده ترجیح داده می شوند.
علیرغم رقابت با سایر مواد، مس به عنوان رسانای الکتریکی ترجیحی تقریباً در تمام دسته بندی های سیم کشی الکتریکی باقی می ماند، به جز انتقال برق بالای سر که در آن آلومینیوم اغلب ترجیح داده می شود. [125] [126] سیم مسی در تولید برق ، انتقال نیرو ، توزیع برق ، مخابرات ، مدارهای الکترونیکی و انواع بیشماری از تجهیزات الکتریکی استفاده میشود . [127] سیم کشی برق مهمترین بازار برای صنعت مس است. [128] این شامل سیم کشی ساختاری برق، کابل توزیع برق، سیم دستگاه، کابل ارتباطات، سیم و کابل خودرو، و سیم آهنربا است. تقریباً نیمی از کل مس استخراج شده برای سیم برق و کابل هادی استفاده می شود. [129] بسیاری از دستگاه های الکتریکی به سیم کشی مسی متکی هستند به دلیل خواص مفید ذاتی آن، مانند هدایت الکتریکی بالا ، استحکام کششی ، شکل پذیری ، مقاومت در برابر خزش (تغییر شکل)، مقاومت در برابر خوردگی ، انبساط حرارتی کم، هدایت حرارتی بالا ، سهولت لحیم کاری ، چکش خواری و سهولت نصب.
برای مدت کوتاهی از اواخر دهه 1960 تا اواخر دهه 1970، سیم کشی مسی با سیم کشی آلومینیومی در بسیاری از پروژه های ساخت مسکن در آمریکا جایگزین شد. سیم کشی جدید در تعدادی از آتش سوزی های خانه نقش داشته و صنعت به مس بازگشت. [130]
مدارهای مجتمع و بردهای مدار چاپی به طور فزاینده ای از مس به جای آلومینیوم استفاده می کنند زیرا رسانایی الکتریکی برتر آن است. سینک های حرارتی و مبدل های حرارتی از مس به دلیل خاصیت اتلاف حرارت برتر آن استفاده می کنند. الکترومغناطیسها ، لولههای خلاء ، لولههای پرتوی کاتدی و مگنترونها در اجاقهای مایکروویو از مس استفاده میکنند، همانطور که از موجبرها برای تشعشعات مایکروویو استفاده میشود. [131]
رسانایی برتر مس باعث افزایش راندمان موتورهای الکتریکی می شود . [132] این مهم است زیرا موتورها و سیستم های موتور محرک 43 تا 46 درصد کل مصرف برق جهانی و 69 درصد کل برق مصرفی صنعت را تشکیل می دهند. [133] افزایش جرم و سطح مقطع مس در یک سیم پیچ باعث افزایش راندمان موتور می شود. روتورهای موتور مسی ، یک فناوری جدید طراحی شده برای کاربردهای موتوری که در آن صرفه جویی در انرژی از اهداف اصلی طراحی است، [134] [135] موتورهای القایی همه منظوره را قادر میسازد تا استانداردهای راندمان برتر انجمن ملی تولیدکنندگان برق (NEMA) را برآورده کرده و از آنها فراتر روند . [136]
منابع انرژی تجدیدپذیر مانند خورشید ، باد ، جزر و مد ، آبی ، زیست توده و زمین گرمایی به بخش های مهمی از بازار انرژی تبدیل شده اند. [137] [138] رشد سریع این منابع در قرن بیست و یکم به دلیل افزایش هزینههای سوختهای فسیلی و همچنین مسائل مربوط به اثرات زیستمحیطی آنها بوده است که استفاده از آنها را به میزان قابل توجهی کاهش داده است .
مس نقش مهمی در این سیستمهای انرژی تجدیدپذیر دارد، [139] [140] [141] [142] [143] عمدتاً برای کابلها و لولهها. مصرف مس در سیستم های انرژی تجدیدپذیر به طور متوسط تا پنج برابر بیشتر از تولید برق سنتی، مانند سوخت های فسیلی و نیروگاه های هسته ای است. [144] از آنجایی که مس یک رسانای حرارتی و الکتریکی عالی در میان فلزات مهندسی است (نقره دوم)، [145] سیستم های الکتریکی که از مس استفاده می کنند، انرژی را با راندمان بالا و با حداقل اثرات زیست محیطی تولید و انتقال می دهند.
هنگام انتخاب هادی های الکتریکی، برنامه ریزان و مهندسان تاسیسات، هزینه های سرمایه گذاری مواد را در مقابل صرفه جویی عملیاتی به دلیل بازده انرژی الکتریکی آنها در طول عمر مفید آنها، به علاوه هزینه های تعمیر و نگهداری، محاسبه می کنند. مس اغلب در این محاسبات به خوبی عمل می کند. عاملی به نام «شدت مصرف مس»، اندازهگیری مقدار مس لازم برای نصب یک مگاوات ظرفیت جدید تولید برق است.
هنگام برنامهریزی برای تاسیسات جدید انرژی تجدیدپذیر، مهندسان و مشخصکنندگان محصول به دنبال جلوگیری از کمبود عرضه مواد انتخابی هستند. طبق گزارش سازمان زمین شناسی ایالات متحده ، ذخایر مس در زمین از سال 1950 بیش از 700 درصد افزایش یافته است، از تقریباً 100 میلیون تن به 720 میلیون تن در سال 2017، علیرغم این واقعیت که استفاده تصفیه شده در جهان در 50 سال گذشته بیش از سه برابر شده است. . [146] منابع مس بیش از 5000 میلیون تن تخمین زده می شود. [147] [148]
تقویت عرضه از استخراج مس ، بیش از 30 درصد مس نصب شده از سال 2007 تا 2017 است که از منابع بازیافتی تهیه شده است. [149] نرخ بازیافت آن بالاتر از هر فلز دیگری است. [150]مس از زمان های قدیم به عنوان یک ماده معماری بادوام، مقاوم در برابر خوردگی و مقاوم در برابر آب و هوا استفاده می شده است . [151] [152] [153] [154] سقفها ، چشمکها ، ناودانهای باران ، سرچشمهها ، گنبدها ، گلدستهها ، طاقها و درها صدها یا هزاران سال از مس ساخته شدهاند. کاربرد معماری مس در دوران مدرن گسترش یافته است و شامل روکش دیوارهای داخلی و خارجی، درزهای انبساط ساختمان ، محافظ فرکانس رادیویی ، و محصولات ضد میکروبی و تزئینی داخلی مانند نرده های جذاب، وسایل حمام، و روکش می شود. برخی از مزایای مهم دیگر مس به عنوان یک ماده معماری عبارتند از: حرکت حرارتی کم ، وزن سبک، حفاظت در برابر صاعقه و قابلیت بازیافت.
پتینه سبز طبیعی متمایز این فلز مدتهاست که مورد علاقه معماران و طراحان بوده است. پتینه نهایی یک لایه بادوام است که در برابر خوردگی جوی بسیار مقاوم است و در نتیجه از فلز زیرین در برابر هوای بیشتر محافظت می کند. [155] [156] [157] بسته به شرایط محیطی مانند باران اسیدی حاوی گوگرد، می تواند مخلوطی از ترکیبات کربنات و سولفات در مقادیر مختلف باشد. [158] [159] [160] [161] مس معماری و آلیاژهای آن نیز میتوانند «تمام» شوند تا ظاهر، احساس یا رنگ خاصی به خود بگیرند. پایان ها شامل عملیات مکانیکی سطح، رنگ آمیزی شیمیایی و پوشش ها می باشد. [162]
مس دارای خواص لحیم کاری و لحیم کاری عالی است و می توان آن را جوش داد . بهترین نتیجه با جوشکاری قوس فلزی گازی حاصل می شود . [163]
مس بیوستاتیک است ، به این معنی که باکتری ها و بسیاری از اشکال دیگر حیات روی آن رشد نمی کنند. به همین دلیل از دیرباز برای خط کشی قسمت هایی از کشتی ها برای محافظت در برابر حشرات و صدف ها استفاده می شده است . در ابتدا به صورت خالص استفاده می شد، اما از آن زمان توسط فلز Muntz و رنگ مبتنی بر مس جایگزین شده است . به طور مشابه، همانطور که در مورد آلیاژهای مس در آبزی پروری بحث شد ، آلیاژهای مس به مواد توری مهم در صنعت آبزی پروری تبدیل شده اند زیرا ضد میکروبی هستند و از رسوب زیستی حتی در شرایط شدید جلوگیری می کنند [164] و دارای خواص ساختاری قوی و مقاوم در برابر خوردگی [165] در دریا هستند. محیط ها
سطوح لمسی آلیاژ مس دارای خواص طبیعی هستند که طیف وسیعی از میکروارگانیسم ها را از بین می برند (به عنوان مثال، E. coli O157: H7، استافیلوکوکوس اورئوس مقاوم به متی سیلین ( MRSA )، استافیلوکوک ، کلستریدیوم دیفیسیل ، ویروس آنفولانزای A ، آدنوویروس ، SARS-CoV-2. و قارچ ها ). [166] [167] هندی ها از زمان های قدیم از ظروف مسی برای ذخیره آب استفاده می کردند، حتی قبل از اینکه علم مدرن به خواص ضد میکروبی آن پی برد. [168] ثابت شده است که برخی از آلیاژهای مس با تمیز کردن منظم بیش از 99.9 درصد از باکتریهای بیماریزا را در عرض تنها دو ساعت از بین میبرند. [169] آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (EPA) ثبت این آلیاژهای مس را به عنوان " مواد ضد میکروبی با مزایای سلامت عمومی" تایید کرده است. [169] که تایید به تولیدکنندگان اجازه می دهد تا ادعاهای قانونی در مورد مزایای سلامت عمومی محصولات ساخته شده از آلیاژهای ثبت شده داشته باشند. علاوه بر این، EPA لیست بلند بالایی از محصولات مس ضد میکروبی ساخته شده از این آلیاژها را تأیید کرده است، مانند نرده ها، نرده ها ، میزهای روی تخت، سینک ، شیرآلات ، دستگیره های در ، سخت افزار توالت ، صفحه کلید کامپیوتر ، تجهیزات باشگاه سلامت ، و سبد خرید. دسته ها دستگیره های درب مسی توسط بیمارستان ها برای کاهش انتقال بیماری استفاده می شود و بیماری لژیونرها توسط لوله های مسی در سیستم های لوله کشی سرکوب می شود. [170] محصولات ضد میکروبی آلیاژ مس در حال حاضر در مراکز مراقبت های بهداشتی در بریتانیا، ایرلند، ژاپن، کره، فرانسه، دانمارک، و برزیل نصب می شوند، و همچنین در ایالات متحده، [171] و در سیستم حمل و نقل مترو درخواست می شوند. در سانتیاگو، شیلی ، جایی که نردههای آلیاژ مس و روی در حدود 30 ایستگاه بین سالهای 2011 و 2014 نصب شد . [175] [ منبع نامعتبر؟ ]
کل تولید جهانی در سال 2023 تقریباً 23 میلیون تن خواهد بود . [176] تقاضای مس به دلیل انتقال مداوم انرژی به برق در حال افزایش است . [177] چین بیش از نیمی از تقاضا را تشکیل می دهد. [178]
برای برخی از اهداف، فلزات دیگر می توانند جایگزین شوند، سیم آلومینیوم در بسیاری از کاربردها جایگزین شد، اما طراحی نامناسب منجر به خطرات آتش سوزی شد. [179] مسائل ایمنی از آن زمان با استفاده از سیم های آلومینیومی با اندازه های بزرگتر (#8AWG و بالاتر) حل شده است و سیم کشی آلومینیومی با طراحی مناسب هنوز به جای مس نصب می شود. به عنوان مثال، ایرباس A380 از سیم آلومینیومی به جای سیم مسی برای انتقال برق استفاده می کند. [180]
مس به دلیل افزایش پیشبینیشده استفاده از رشد زیرساختهای جهانی و نقش مهمی که در تولید توربینهای بادی ، پنلهای خورشیدی و سایر منابع انرژی تجدیدپذیر دارد، ممکن است به عنوان یک سرمایهگذاری سوداگرانه استفاده شود. [181] [182] یکی دیگر از دلایل پیش بینی افزایش تقاضا این واقعیت است که اتومبیل های الکتریکی به طور متوسط 3.6 برابر بیشتر از اتومبیل های معمولی مس دارند، اگرچه تأثیر اتومبیل های الکتریکی بر تقاضای مس مورد بحث است. [183] [184] برخی از افراد از طریق سهام معدن مس، ETF و قراردادهای آتی در مس سرمایه گذاری می کنند . برخی دیگر، مس فیزیکی را به شکل میلههای مس یا گرد ذخیره میکنند، اگرچه اینها در مقایسه با فلزات گرانبها دارای حق بیمه بالاتری هستند. [185] کسانی که می خواهند از حق بیمه شمش مس اجتناب کنند، سیم مسی قدیمی ، لوله مسی یا پنی های آمریکایی ساخته شده قبل از سال 1982 را به جای خود ذخیره می کنند . [186]
مس معمولاً در جواهرات استفاده می شود و طبق برخی از افسانه های عامیانه، دستبندهای مسی علائم آرتریت را تسکین می دهند . [187] در یک کارآزمایی برای استئوآرتریت و یک کارآزمایی برای آرتریت روماتوئید، هیچ تفاوتی بین دستبند مسی و دستبند کنترل (غیر مسی) یافت نشد. [188] [189] هیچ مدرکی نشان نمی دهد که مس می تواند از طریق پوست جذب شود. اگر چنین بود، ممکن است منجر به مسمومیت با مس شود . [190]
کروموباکتریوم ویولاسئوم و سودوموناس فلورسنس هر دو می توانند مس جامد را به عنوان یک ترکیب سیانید بسیج کنند. [191] قارچهای میکوریزا اریکوئید مرتبط با کالونا ، اریکا و واکسینیم میتوانند در خاکهای فلزدار حاوی مس رشد کنند. [191] قارچ ectomycorrhizal Suillus luteus از درختان کاج جوان در برابر سمیت مس محافظت می کند. نمونهای از قارچ Aspergillus niger در حال رشد از محلول معدن طلا پیدا شد و مشخص شد که حاوی ترکیبات سیانو از فلزاتی مانند طلا، نقره، مس، آهن و روی است. این قارچ همچنین در حل شدن سولفیدهای فلزات سنگین نقش دارد. [192]
پروتئینهای مس نقشهای متنوعی در انتقال بیولوژیکی الکترون و انتقال اکسیژن دارند، فرآیندهایی که از تبدیل آسان Cu (I) و Cu (II) استفاده میکنند. [193] مس در تنفس هوازی همه یوکاریوت ها ضروری است . در میتوکندری در سیتوکروم c اکسیداز یافت می شود که آخرین پروتئین در فسفوریلاسیون اکسیداتیو است . سیتوکروم c اکسیداز پروتئینی است که O 2 را بین مس و آهن متصل می کند. پروتئین 4 الکترون را به مولکول O 2 منتقل می کند تا آن را به دو مولکول آب کاهش دهد. مس همچنین در بسیاری از سوپراکسید دیسموتازها یافت میشود ، پروتئینهایی که تجزیه سوپراکسیدها را با تبدیل آن (با نامتناسب ) به اکسیژن و پراکسید هیدروژن کاتالیز میکنند :
پروتئین هموسیانین حامل اکسیژن در اکثر نرم تنان و برخی از بندپایان مانند خرچنگ نعل اسبی ( Limulus polyphemus ) است. [194] از آنجایی که هموسیانین آبی است، این موجودات دارای خون آبی هستند تا خون قرمز هموگلوبین مبتنی بر آهن . لاکازها و تیروزینازها از نظر ساختاری با هموسیانین مرتبط هستند . این پروتئینها بهجای اتصال برگشتپذیر اکسیژن، سوبستراها را هیدروکسیله میکنند، که با نقش آنها در تشکیل لاک نشان داده میشود . [195] نقش بیولوژیکی مس با ظهور اکسیژن در جو زمین آغاز شد. [196] چندین پروتئین مس، مانند «پروتئینهای مس آبی»، مستقیماً با سوبستراها تعامل ندارند. از این رو آنها آنزیم نیستند. این پروتئین ها الکترون ها را با فرآیندی به نام انتقال الکترون رله می کنند . [195]
یک مرکز مس چهار هسته ای منحصر به فرد در اکسید ردوکتاز نیتروژن یافت شده است . [197]
ترکیبات شیمیایی که برای درمان بیماری ویلسون ساخته شده اند برای استفاده در درمان سرطان مورد بررسی قرار گرفته اند. [198]
مس یک عنصر کمیاب ضروری در گیاهان و حیوانات است، اما نه همه میکروارگانیسم ها. بدن انسان حاوی مس در حدود 1.4 تا 2.1 میلی گرم به ازای هر کیلوگرم وزن بدن است. [199]
مس در روده جذب می شود، سپس به کبد متصل به آلبومین منتقل می شود . [200] پس از پردازش در کبد، مس در مرحله دوم به بافت های دیگر توزیع می شود که شامل پروتئین سرولوپلاسمین است که اکثر مس را در خون حمل می کند. سرولوپلاسمین همچنین حامل مسی است که در شیر دفع می شود و به ویژه به عنوان منبع مس به خوبی جذب می شود. [201] مس در بدن به طور معمول تحت گردش کبدی قرار می گیرد (حدود 5 میلی گرم در روز، در مقابل حدود 1 میلی گرم در روز که در رژیم غذایی جذب می شود و از بدن دفع می شود)، و بدن می تواند در صورت نیاز مقداری مس اضافی را دفع کند. از طریق صفرا ، که مقداری مس را از کبد خارج می کند و سپس توسط روده بازجذب نمی شود. [202] [203]
مؤسسه پزشکی ایالات متحده (IOM) در سال 2001 میانگین نیازهای تخمینی شده (EARs) و کمکهای غذایی توصیه شده (RDAs) برای مس را بهروزرسانی کرد. اگر اطلاعات کافی برای ایجاد EAR و RDA وجود نداشته باشد، از تخمین مصرف کافی (AI) استفاده میشود. در عوض AIها برای مس عبارتند از: 200 میکروگرم مس برای مردان و زنان 0 تا 6 ماهه و 220 میکروگرم مس برای مردان و زنان 7 تا 12 ماهه. برای هر دو جنس، RDAها برای مس عبارتند از: 340 میکروگرم مس برای 1 تا 3 سالگی، 440 میکروگرم مس برای 4 تا 8 سالگی، 700 میکروگرم مس برای 9 تا 13 سالگی، 890 میکروگرم مس برای 14 تا 18 سال و 900 میکروگرم مس برای سنین 19 سال و بالاتر. برای بارداری، 1000 میکروگرم. برای شیردهی 1300 میکروگرم. [204] در مورد ایمنی، IOM همچنین سطوح بالای دریافتی قابل تحمل (ULs) را برای ویتامین ها و مواد معدنی در زمانی که شواهد کافی وجود دارد تعیین می کند. در مورد مس، UL بر روی 10 میلی گرم در روز تنظیم می شود. در مجموع به EARs، RDAs، AIs و UL به عنوان مصرف مرجع رژیمی گفته می شود . [205]
سازمان ایمنی غذای اروپا (EFSA) به مجموعه اطلاعات جمعی به عنوان ارزش های مرجع رژیم غذایی اشاره می کند، با مصرف مرجع جمعیت (PRI) به جای RDA و میانگین نیاز به جای EAR. AI و UL مانند ایالات متحده تعریف می شوند. برای زنان و مردان 18 ساله و بالاتر، AI به ترتیب 1.3 و 1.6 میلی گرم در روز تنظیم شده است. AI برای بارداری و شیردهی 1.5 میلی گرم در روز است. برای کودکان 1-17 ساله، AI با افزایش سن از 0.7 به 1.3 میلی گرم در روز افزایش می یابد. این AI ها بالاتر از RDA های ایالات متحده هستند. [206] سازمان ایمنی غذای اروپا همین سوال ایمنی را بررسی کرد و UL آن را 5 میلی گرم در روز تعیین کرد که نصف ارزش ایالات متحده است. [207]
برای اهداف برچسب زدن مواد غذایی و مکمل های غذایی ایالات متحده، مقدار در یک وعده به عنوان درصد ارزش روزانه (%DV) بیان می شود. برای اهداف برچسب زدن مس، 100٪ از ارزش روزانه 2.0 میلی گرم بود، اما از 27 می 2016 [به روز رسانی]، برای مطابقت با RDA، به 0.9 میلی گرم تغییر یافت. [208] [209] جدولی از مقادیر روزانه بزرگسالان قدیمی و جدید در مرجع دریافت روزانه ارائه شده است .
به دلیل نقش آن در تسهیل جذب آهن، کمبود مس می تواند علائمی شبیه کم خونی ، نوتروپنی ، ناهنجاری های استخوانی، هیپوپیگمانتاسیون، اختلال در رشد، افزایش بروز عفونت ها، پوکی استخوان، پرکاری تیروئید و ناهنجاری در متابولیسم گلوکز و کلسترول ایجاد کند . برعکس، بیماری ویلسون باعث تجمع مس در بافت های بدن می شود.
کمبود شدید را می توان با آزمایش سطوح پایین مس پلاسما یا سرم، سرولوپلاسمین پایین و سطح پایین سوپراکسید دیسموتاز گلبول قرمز یافت. اینها به وضعیت مس حاشیه ای حساس نیستند. "فعالیت سیتوکروم سی اکسیداز لکوسیت ها و پلاکت ها" به عنوان یکی دیگر از عوامل کمبود بیان شده است، اما نتایج با تکرار تایید نشده است. [210]
مقادیر گرمی از نمکهای مس مختلف در تلاشهای خودکشی گرفته شدهاند و مسمومیت حاد مس را در انسان ایجاد کردهاند که احتمالاً به دلیل چرخه ردوکس و تولید گونههای فعال اکسیژن است که به DNA آسیب میزند . [211] [212] مقادیر مربوط به نمک مس (30 میلی گرم بر کیلوگرم) در حیوانات سمی است. [213] حداقل ارزش غذایی برای رشد سالم در خرگوش ها حداقل 3 پی پی ام در جیره گزارش شده است. [214] با این حال، غلظت های بالاتر مس (100 پی پی ام، 200 پی پی ام، یا 500 پی پی ام) در جیره خرگوش ها ممکن است به طور مطلوبی بر راندمان تبدیل خوراک ، نرخ رشد و درصد پانسمان لاشه تأثیر بگذارد. [215]
مسمومیت مزمن مس معمولاً در انسان به دلیل سیستمهای انتقالی که جذب و دفع را تنظیم میکنند، رخ نمیدهد. جهشهای اتوزومال مغلوب در پروتئینهای انتقال مس میتوانند این سیستمها را از کار بیندازند و منجر به بیماری ویلسون با تجمع مس و سیروز کبدی در افرادی شود که دو ژن معیوب را به ارث بردهاند. [199]
افزایش سطح مس نیز با بدتر شدن علائم بیماری آلزایمر مرتبط است . [216] [217]
در ایالات متحده، اداره ایمنی و بهداشت شغلی (OSHA) یک حد مجاز قرار گرفتن در معرض (PEL) برای گرد و غبار و دود مس در محل کار به عنوان میانگین وزنی زمان (TWA) 1 میلی گرم بر متر مکعب تعیین کرده است . [218] موسسه ملی ایمنی و بهداشت شغلی (NIOSH) حد مجاز قرار گرفتن در معرض (REL) را 1 میلی گرم بر متر مکعب ، میانگین وزنی زمان تعیین کرده است . مقدار IDLH ( بلافاصله برای زندگی و سلامتی خطرناک) 100 میلی گرم بر متر مکعب است . [219]
مس یکی از اجزای تشکیل دهنده دود تنباکو است . [220] [221] گیاه تنباکو به آسانی فلزات سنگین مانند مس را از خاک اطراف در برگهای خود جذب و انباشته می کند . پس از استنشاق دود، این مواد به راحتی در بدن کاربر جذب می شوند. [222] پیامدهای سلامتی روشن نیست. [223]
یک نظرسنجی ملی که توسط موسسه تحقیقاتی فرانکلین برای CPSC انجام شد نشان داد که خانههایی که قبل از سال 1972 ساخته شدهاند و با سیمکشی آلومینیومی سیمکشی شدهاند، 55 برابر بیشتر از خانههایی که با سیمکشی مسی سیمکشی شدهاند، یک یا چند اتصال سیم در پریزها به «شرایط خطر آتشسوزی» میرسند.
در حالی که هرگز ثابت نشده است که مس با پوشیدن دستبند می تواند از طریق پوست جذب شود، تحقیقات نشان داده است که مس بیش از حد می تواند منجر به مسمومیت، استفراغ و در موارد شدید، آسیب کبدی
{{cite book}}
: |journal=
نادیده گرفته شد ( کمک ){{cite book}}
: |journal=
نادیده گرفته شد ( کمک )