Was sind die Verwendungen von Fluor?

Fluor ist ein leichtes Element, das als Halogen eingestuft wird und das elektronegativste Element ist, das bekannt ist, und ist daher in der Natur sehr anfällig für die Bindung mit metallischen Elementen unter Bildung von Salzen. Die Verwendung von Fluor umfasst weit verbreitete Anwendungen in Konsumgütern wie Zahnpasta, Mundwasser und als Zusatz zur Wasserversorgung in einigen Ländern wie den USA. In seiner elementaren Form wird Fluor auch als gängige Ätzchemikalie für Glas- oder Siliziumsubstrate in der Halbleiterfertigung und als Ätzverbindung Flusssäure (HF) verwendet. Diese reaktive Natur, die Fluor mit Glas hat, macht es für die Herstellung von Mikroprozessoren, Computer- und Fernsehdisplays und mikroelektromechanischen Systemsensoren (MEMS) wertvoll. In Kombination mit Ethylen bildet es auch eine reibungsfreie Beschichtung, die in Kochgeschirr verwendet wird, bekannt als Polytetrafluorethylen (PTFE).

Als natürliche Metallsalze wurden Fluorverbindungen mindestens schon im 1700. Jahrhundert beim Zusammenschweißen von Metallen und beim Schneiden von Mustern in Glas oder beim Mattieren seiner Oberfläche verwendet. Die kommerzielle Produktion der Chemikalie nahm Anfang des 20. Jahrhunderts rapide zu, als in den 1920er Jahren erstmals Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) als Kältemittel für gewerbliche, private und Kfz-Klimaanlagen hergestellt wurden. Auch PTFE-Antihaft-Oberflächen wurden erfunden und verbreiteten sich Ende der 1930er Jahre. Andere Verwendungen von Fluor umfassen die Uranabscheidung, damit das Schwermetall als Brennstoff für Kernkraftwerke und als aktivierendes Element für Oxidationsmittel in Raketentreibstoff dienen kann.

Während später entdeckt wurde, dass FCKW-Verbindungen die schützende Ozonschicht der Erde abbauen, wurden sie durch andere Verbindungen ersetzt, die noch das Element Fluor enthalten, wie zum Beispiel Fluorkohlenwasserstoffe (HFKW). Die Europäische Union hat 1995 die Verwendung einer anderen Formulierung des Elements Fluorchlorkohlenwasserstoffe als Kältemittel verboten, da sie ebenfalls als ozonschädigende Chemikalien eingestuft wurden. Obwohl HFKW in der oberen Atmosphäre nicht in Verbindungen zerfallen, die die Ozonschicht zerstören, sind sie dafür bekannt, dass sie zum Prozess der globalen Erwärmung beitragen, so dass sie auch schrittweise aus der Nutzung genommen werden.

Obwohl die Verwendung von Fluor vielfältig ist, ist das Element nicht ohne Risiken, da es hochgiftig, korrosiv und explosiv sein kann. Als Flusssäure, die in der Halbleiter- und Glühbirnenindustrie verwendet wird, ist es 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 jede der auf die Haut verschütteten Säuren dringt schnell durch die Haut und in die Knochen ein, wo sie sie allmählich auflöst und sich mit Kalzium in anderen Geweben verbindet, was zu starken Schmerzen führt und möglicher Tod. Auch die Verwendung von Fluor in der Wasserversorgung ist umstritten, da es in ausreichend hohen Konzentrationen oder bei längerer Exposition der menschlichen Gesundheit schaden kann. Fast 20 Industrienationen, darunter Indien, Deutschland und Japan, haben im Jahr 2000 eine Politik verfolgt, der öffentlichen Wasserversorgung keinen Fluorgehalt zuzusetzen, obwohl nachgewiesen ist, dass niedrige Konzentrationen Karies und andere Zahnprobleme, insbesondere bei Kindern, verhindern.