Węgiel aktywny - co to jest? Działanie i właściwości

Węgiel aktywny, a właściwie to aktywowany, to wyjątkowy materiał, który dzięki specjalnemu procesowi produkcji zyskuje niezwykłe właściwości adsorpcyjne, a jego historia sięga starożytności. Już starożytni Egipcjanie i Hindusi wykorzystywali węgiel drzewny jako naturalny środek oczyszczający rany, choć jego pełne działanie odkryto dopiero w późniejszych wiekach. Dziś nawet NASA stosuje go w filtrach powietrza i wody na stacjach kosmicznych, by usuwać zanieczyszczenia i zapachy w przestrzeni o ograniczonej wentylacji.

1. Powstawanie węgla aktywowanego
2. Nieprawdopodobna powierzchnia adsorpcyjna
3. Działanie i właściwości aktywnego węgla
4. Zastosowania węgla aktywowanego
5. Dawkowanie węgla aktywnego

Powstawanie węgla aktywowanego

Produkcja węgla aktywowanego polega na przetwarzaniu surowców o dużej zawartości węgla, takich jak drewno, torf, łupiny kokosa, czy węgiel drzewny, które poddaje się działaniu ekstremalnie wysokiej temperatury bez dostępu tlenu, co tworzy strukturę pełną porów o ogromnej powierzchni. Proces ten może być dodatkowo wspomagany przez działanie pary wodnej lub środków chemicznych, które usuwają zanieczyszczenia organiczne i zwiększają liczbę mikroporów, co sprawia, że materiał ten potrafi pochłaniać i zatrzymywać cząsteczki innych substancji.

Nieprawdopodobna powierzchnia adsorpcyjna

Dzięki temu procesowi powstaje jego charakterystyczna struktura pełna kanałów o powierzchni wielokrotnie przewyższającej powierzchnię substancji wyjściowej. Proces aktywacji powoduje, że powierzchnia wewnętrzna zwiększa się do rozmiarów, sięgających nawet tysięcy metrów kwadratowych na gram materiału. Ma powierzchnię adsorpcyjną, która gdyby rozłożyć ją w pełni, mogłaby sięgać aż 3000 metrów kwadratowych na 1 gram.

Warunki powstawania węgla aktywowanego

Działanie i właściwości aktywnego węgla

Wsparcie w redukcji wzdęć i dyskomfortu trawiennego

Jednym z popularnych powodów stosowania węgla aktywowanego jest wsparcie w redukcji wzdęć i dyskomfortu trawiennego, ponieważ pochłania on gazy produkowane w jelitach, co może przynieść ulgę osobom cierpiącym na nadmierne uczucie pełności po jedzeniu.

W gospodarstwie domowym

W gospodarstwie domowym węgiel aktywowany jest również stosowany w filtrach wodnych, gdzie skutecznie usuwa wiele zanieczyszczeń, takich jak chlor, związki organiczne oraz niektóre metale ciężkie, poprawiając smak i zapach wody. Znajduje zastosowanie także w filtrach powietrza, które pomagają w redukcji nieprzyjemnych zapachów oraz zanieczyszczeń powietrza w zamkniętych pomieszczeniach.

Higiena jamy ustnej

Węgiel aktywowany jest również używany w preparatach do higieny jamy ustnej, takich jak pasty do zębów, gdzie jego drobne, porowate cząsteczki mogą pomagać w usuwaniu zanieczyszczeń powierzchniowych zębów. Warto jednak wiedzieć, że jego stosowanie w tym celu nie jest pozbawione kontrowersji, ponieważ istnieją obawy, że może nadmiernie ścierać szkliwo przy częstym użyciu.

W kosmetyce

Węgiel aktywowany zyskał również popularność w kosmetyce, zwłaszcza w produktach do pielęgnacji skóry, takich jak maseczki oczyszczające. Dzięki swoim właściwościom może prowadzić do absorpcji sebum oraz zanieczyszczeń i toksyn nagromadzonych na powierzchni skóry, co może przyczynić się do zmniejszenia widoczności porów i poprawy ogólnego wyglądu skóry, szczególnie u osób z cerą tłustą lub trądzikową.

Zastosowania węgla aktywowanego

Leczenie zatruć i przedawkowań

Węgiel aktywny (aktywowany) jest szeroko stosowany w medycynie klinicznej, głównie jako środek adsorpcyjny w leczeniu zatruć i przedawkowań. Liczne badania toksykologiczne wykazały, że podanie węgla aktywowanego w ciągu godziny od spożycia wielu rodzajów trucizn, leków czy substancji psychoaktywnych, może znacząco zmniejszyć ich biodostępność.

W leczeniu biegunek

Ponadto węgiel aktywowany jest stosowany w leczeniu biegunek wywołanych przez patogenne bakterie oraz wytwarzane przez nie toksyny. Jest to działanie szczególnie cenne w krajach słabo rozwiniętych, gdzie biegunki bywają śmiertelne.

Inne zastosowania

Warto wiedzieć, że działanie węgla aktywowanego może też dotyczyć układu wydalniczego związanego z płynami. W terapii przewlekłej choroby nerek węgiel aktywowany bywa używany jako środek wspomagający redukcję poziomu m.in. mocznika, co może opóźniać postęp niektórych zaburzeń metabolicznych. Jednakże jego skuteczność w tym zakresie jest przedmiotem dyskusji, a dalsze badania są niezbędne do potwierdzenia jego korzyści.

Dawkowanie węgla aktywnego

Dawkowanie węgla aktywowanego zależy od celu jego stosowania. Przy zatruciach dorosłym podaje się nawet kilkadziesiąt gramów dziennie, natomiast u dzieci jest to zazwyczaj kilka lub kilkanaście. Węgiel skutecznie można stosować z lekami przeciwwymiotnymi, by zmniejszyć ryzyko dodatkowego odwodnienia w ostrych zatruciach. Środki przeczyszczające mogą być również zalecane przy stosowaniu węgla aktywowanego, co może przyspieszyć przemieszczanie się węgla w przewodzie pokarmowym, jednak nie przy ciężkich biegunkach.

Przyjmowanie z lekami i suplementami

Ze względu na działanie węgla aktywowanego, który wiąże substancje w swojej porowatej strukturze, należy unikać przyjmowania niektórych leków i suplementów w jego pobliżu czasowym. Szczególnie dotyczy to antybiotyków, leków na tarczycę, antykoncepcji doustnej i leków przeciwpadaczkowych, które mogą być wchłonięte przez węgiel. Witaminy A, D, E i K oraz suplementy zawierające wapń, żelazo czy magnez także należy spożywać z kilkugodzinnym odstępem, aby zapewnić ich właściwe wchłanianie.

Źródła:

• Sanchez, N., Fayne, R., & Burroway, B. (2020). Charcoal: An ancient material with a new face. Clinics in dermatology, 38(2), 262–264. https://doi.org/10.1016/j.clindermatol.2019.07.025
• Silberman J, Galuska MA, Taylor A. Activated Charcoal. [Updated 2023 Apr 26]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2024 Jan-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK482294/
• Hoegberg, L. C. G., Shepherd, G., Wood, D. M., Johnson, J., Hoffman, R. S., Caravati, E. M., Chan, W. L., Smith, S. W., Olson, K. R., & Gosselin, S. (2021). Systematic review on the use of activated charcoal for gastrointestinal decontamination following acute oral overdose. Clinical toxicology (Philadelphia, Pa.), 59(12), 1196–1227. https://doi.org/10.1080/15563650.2021.1961144