아연 Zn - 인체의 필수 노화방지 건강물질

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아연




아연(발음: /ˈzɪŋk/, 독일어: Zink에서 유래)은 Zn이라는 기호와 원자 번호 30을 가진 금속 화학 원소입니다. 일부 역사적·조각적 맥락에서는 이를 스펠터(spelter)라고 부르기도 합니다.


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주요 특징

아연은 적당히 반응하는 청회색 금속으로, 습한 공기에서는 변색되고 밝은 청록색 불꽃을 내며 산화아연 기둥을 내뿜습니다. 산, 알칼리, 기타 비금속과 반응합니다. 완전히 순수하지 않은 경우, 아연은 희석된 산과 반응하여 수소를 방출합니다. 아연의 일반적인 산화 상태는 +2입니다. 100 °C에서 210 °C(212 °F에서 410 °F)까지 아연 금속은 가성하여 다양한 형태로 쉽게 두드릴 수 있습니다. 210 °C(410 °F) 이상에서는 금속이 부서지기 쉬워져 두드림으로 분쇄됩니다. 아연은 비자성입니다.
역사

고대 인도에서는 아연 금속 생산이 매우 흔했습니다. 라자스탄 우다이푸르 근처의 자와르 광산의 많은 광산 유적지는 기원전 1300년에서 1000년 사이에도 활동했습니다. 차라카 삼히타(기원전 300년)에는 아연의 약용 사용에 대한 언급이 있다. 라사라트나 사무카야(800년)는 아연 금속을 위한 두 가지 종류의 광석이 존재한다고 설명하는데, 그 중 하나는 금속 추출에 이상적이고, 다른 하나는 약용 목적으로 사용된다. [출처 필요] 아연 합금은 수세기 동안 사용되어 왔으며, 기원전 1400년에서 1000년경의 황동 제품이 이스라엘에서 발견되었고, 선사 시대 트란실바니아에서는 아연 함량이 87%인 아연 제품이 발견되었습니다. 이 금속은 끓는점이 낮고 화학 반응성이 높아(고립된 아연은 포집되지 않고 굴뚝을 타고 올라가는 경향이 있음) 고대에는 이 금속의 진정한 본질이 이해되지 않았습니다.
황동 제조는 기원전 30년경부터 에비족에게 알려져 있었으며, 칼라민과 구리를 도가니에서 함께 가열하는 기술을 사용했다. 칼라민 내 산화아연은 환원되었고, 자유 아연 금속은 구리에 갇혀 합금을 형성했습니다. 이렇게 만들어진 칼라민 황동은 주조하거나 망치질하여 형태를 만들었습니다.
불순한 아연의 제련과 추출은 이미 서기 1000년경 인도와 중국에서 이루어졌습니다. 서양에서는 고대부터 용융 오븐의 잔재로 불순 아연이 알려져 있었지만, 보통 무가치하다고 폐기되었습니다. 스트라보는 이를 '가짜 은(pseudo-arguros)'—즉, '모조 은'이라고 언급한다. 베른 아연판은 로마 갈리아 시대로 추정되는 봉헌 명판으로, 아마도 그러한 아연 잔재로 만들어졌을 것입니다.
서구의 금속 아연야금학자 안드레아스 리바비우스는 1597년에 순수 형태의 아연 금속을 입수했는데, 이는 그 이전까지 서양에서는 알려지지 않았던 것이었다. 리바비우스는 이를 인도/말라바르 납으로 확인했다. 파라켈수스(1516)가 아연이라는 이름의 유래자로 알려져 있다. 17세기에는 동양에서 유럽으로 정기적으로 수입되었으나, 때로는 매우 비쌌습니다.


서구에서 금속 아연의 분리는 여러 사람이 독립적으로 달성했을 수 있습니다:

• 존 레인 박사는 1726년 파산 전까지 아마도 랜드도어에서 실험을 수행했다고 전해집니다. 포슬웨이트의 범용 사전은 유럽의 현대 기술 정보를 제공하는 자료로, 1751년 이전에는 아연에 대해 언급하지 않았다.

• 1738년, 윌리엄 챔피언은 영국에서 라자스탄의 자와르 아연 광산에서 사용된 기술과 다소 유사한 제련소에서 칼라민에서 아연을 추출하는 공정을 특허 냈다. 그러나 그가 동양을 방문했다는 증거는 없다. [1]

• 순수 금속 아연의 발견은 1746년 독일인 안드레아스 마르그라프에게도 자주 공로가 되지만, 전체 이야기는 논란이 있다. [출처 필요]

황화 아연 부상 기법이 발견되기 전에는 칼라민이 아연 금속의 광물 원천이었습니다.
생물학적 역할아연은 모든 생명을 유지하는 데 필수적인 원소입니다. 인체 내 수십만 단백질 중 3,000개가 아연 보철기를 포함하고 있으며, 그 중 하나가 이른바 아연 손가락입니다. 또한, 인체에는 아연 이온을 분비하는 12가지 이상의 세포가 있으며, 이러한 분비된 아연 신호가 의학과 건강에서 하는 역할은 현재 활발히 연구되고 있습니다. 아연 이온은 이제 신경전달물질로 간주됩니다. 침샘, 전립선, 면역 체계, 장의 세포들도 아연을 분비하는 다른 세포들입니다. [출처 필요]
아연은 탄산산산호수효소와 같은 특정 효소의 활성화제입니다. 탄산성 무수화물효소는 척추동물 혈액 내 이산화탄소 운반에 중요합니다. 또한 식물에서는 잎 형성, 인돌 아세트산(옥신) 합성, 혐기성 호흡(알코올 발효)을 위해 필요합니다. [출처 필요]
먹이원아연은 굴에 포함되어 있으며, 대부분의 동물성 단백질, 콩, 견과류, 아몬드, 통곡물, 호박씨, 해바라기씨에도 훨씬 덜 포함되어 있습니다. [2] 칠면조 목과 소고기 척 또는 정강이 역시 아연을 꽤 많이 함유하고 있습니다. 통곡물 빵, 곡물, 콩류 및 기타 제품에 들어 있는 피테이트는 아연 흡수를 감소시키는 것으로 알려져 있습니다. 임상 연구에서 아연과 항산화제가 결합되면 연령 관련 황반변성 진행을 지연시킬 수 있다는 사실이 밝혀졌습니다. [3] 최근 아연의 상당한 식이 섭취는 독감 발병을 방해하는 것으로 나타났습니다. [출처 필요] 토양 보존은 다양한 토양 유형에서 자연적으로 존재하는 아연의 영양 흡수를 분석합니다.


미국에서 권장하는 아연 섭취량은 사춘기 이후 남성 11mg, 여성 8mg이며, 임신과 수유 기간에는 더 높은 양을 권장합니다.
아연 결핍아연 결핍은 아연 섭취가 부족하거나 체내 아연 흡수가 부족할 때 발생합니다. 아연 결핍의 징후로는 탈모, 피부 병변, 설사, 신체 조직의 소모 등이 있습니다. 시력, 미각, 후각, 기억력도 아연과 연결되어 있습니다. 아연 결핍은 이러한 장기와 기능의 기능 이상을 일으킬 수 있습니다. 아연 결핍을 일으키는 선천적 이상은 장병성 아크로데티티스(Acrodermatitis enteropathica)라는 질환으로 이어질 수 있습니다.
임신 중과 어린 아이들에게 충분한 아연 섭취를 확보하는 것은 특히 다양하고 좋은 식단을 감당할 수 없는 사람들에게는 매우 현실적인 문제입니다. 뇌 발달은 자궁과 청소년 시기의 아연 부족으로 인해 지연됩니다.
아연 부족이 여드름에 영향을 줄 수 있다는 사실은 거의 인식되지 않습니다. 손톱에 보라색 반점이 있는 백코니키아는 종종 아연 결핍의 신호로 여겨집니다.
신경성 식욕부진증의 원인으로서의 아연 결핍주요 문서: 신경성 식식부진증
아연 결핍은 식욕 감소를 초래하며, 이는 신경성 식욕부진증(AN)에서 악화될 수 있습니다. 식욕 장애는 영양실조와 특히 아연 섭취 부족을 초래합니다. 아연을 신경성 식욕부진증 치료에 사용하는 것은 1979년부터 바칸에 의해 주장되어 왔습니다. 최소 15건의 임상시험에서 아연이 거식증 환자의 체중 증가를 개선한다는 결과가 나왔습니다. 1994년 무작위 이중맹검 위약 대조 시험에서는 아연(하루 14mg)이 거식증(AN) 치료에서 체중 증가 속도를 두 배로 증가시킨다는 결과가 나타났습니다. 티로신과 트립토판(각각 노 르에피네프린과 세로토닌의 전구체)과 비타민 B1(티아민) 같은 다른 영양소 결핍이 이 영양실조 현상에 기여할 수 있습니다. [4]


아연 독성아연은 건강한 몸에 필수적인 필수 요소이지만, 아연이 너무 많으면 해로울 수 있습니다. 아연의 과도한 흡수는 구리와 철의 흡수도 억제할 수 있습니다. 용액 내 자유 아연 이온은 식물, 무척추동물, 심지어 척추동물 어류에게도 매우 독성이 강합니다. 자유 이온 활성 모형(FIAM)은 문헌에서 잘 확립되어 있으며, 미세한 양의 자유 이온만으로도 일부 생물을 죽일 수 있음을 보여줍니다. 최근 사례에서는 6마이크로몰이 물에 있는 모든 다프니아의 93%를 죽였다고 합니다. [5] 1982년 이후 미국산 1센트 동전(아연 97.5%)을 삼키는 것도 산성 위 내 아연 이온의 높은 용해성 때문에 위 점막에 손상을 줄 수 있습니다. [6] 아연 독성은 주로 1982년 이후 주조된 미국 동전을 섭취하는 형태로, 개에게 심각한 용혈성 빈혈을 일으키는 경우 흔히 치명적입니다. [7] 애완 앵무새에서는 아연이 매우 독성이 강하며, 중독은 종종 치명적일 수 있습니다[8].
100–300mg Zn/d의 저용량 섭취 시 유도된 구리 결핍의 증거가 있습니다. USDA 권장 권장량은 15mg Zn/d입니다. RDA에 가까운 낮은 수치는 구리와 철의 활용을 방해하거나 콜레스테롤에 부정적인 영향을 줄 수 있습니다. [9].
면역 체계참고: 아연 글루코네이트아연염은 병원체에 대해 직접 적용할 때 효과적입니다. 위장염은 아연 섭취에 의해 강하게 완화되며, 이 효과는 위장관 내 아연 이온의 직접적인 항균 작용, 아연 흡수 및 면역 세포의 재방출(모든 과립구는 아연을 분비함) 또는 둘 다 때문일 수 있습니다. [10][11]
임상 시험에서 아연 글루코네이트와 아연 글루코네이트 글리신(마저름모에 사용되는 제형)은 감기 증상 지속 시간을 단축하는 것으로 나타났습니다. [12] 글리신의 양은 아연 글루코네이트당 2몰에서 20몰까지 다양할 수 있습니다.


풍부참고: 아연 광물아연은 지각에서 23번째로 풍부한 원소입니다. 가장 많이 채굴되는 광석(스팔레라이트)은 대략 10%의 철과 40–50%의 아연을 함유하고 있습니다. 아연을 추출하는 광물로는 스팔레라이트(황화 아연), 스미스소나이트(탄산아연), 헤미모르파이트(규산염 아연), 프랭클리나이트(아연 스피넬) 등이 있습니다.
지구에는 약 46년치 아연이 저장되어 있는 것으로 추정됩니다. [13]
아연 채굴 및 가공전 세계에 아연 광산이 있으며, 가장 큰 생산국은 중국, 호주, 페루입니다. 2005년 영국 지질조사국(British Geological Survey)에 따르면 중국은 전 세계 아연 생산량의 거의 4분의 1을 차지했습니다. 유럽의 광산과 정유소로는 벨기에의 우미코어, 아일랜드의 타라, 갈모이, 리신, 스웨덴의 징크그루반이 있습니다. 아연 금속은 추출 야금을 통해 생산됩니다. 황화아연(스팔레라이트) 광물은 거품 부상 방식으로 농축된 후 보통 화열 야금으로 로스되어 황화 아연을 산화하여 산화합니다. 산화아연은 점점 더 강한 황산(H2SO4)으로 여러 단계에 걸쳐 황산아연(ZnSO4)으로 침출됩니다. 철은 보통 자로사이트나 고에타이트로 거부되어 다른 불순물을 동시에 제거합니다. 최종 정제는 아연 가루를 사용해 구리, 카드뮴, 코발트를 두세 단계에 걸쳐 제거합니다. 금속은 정제된 황산아연 용액에서 알루미늄 판 위에 음극 침전물로 전기채취하여 추출됩니다. 아연 음극은 직접 주조하거나 알루미늄과 합금할 수 있습니다.
전해질 아연 황산염 용액은 전기승리를 위해 매우 순수해야 합니다. 불순물은 분해 전압을 충분히 변화시켜 전기분해 셀이 주로 아연 금속이 아닌 수소 가스를 생성할 수 있습니다. [14]


금속을 전기적으로 채취하는 데 흔히 두 가지 공정이 있습니다: 저전류 밀도 공정과 테인턴 고전류 밀도 공정입니다. 전자는 10% 황산 용액을 전기해소로 사용하며, 전류 밀도는 제곱미터당 270–325암페어입니다. 후자는 전해질로 22–28% 황산 용액을 사용하며, 전류 밀도는 약 1,000암페어/제곱미터입니다. 후자는 더 높은 순도를 제공하고 전해질 부피당 생산 능력이 높지만, 온도가 높아지고 용기에 더 부식성이 강하다는 단점이 있습니다. 두 전해 공정 중 어느 쪽에서든, 아연 생산량 1톤당 약 3900 kW·h(14 MJ)의 전력을 소비합니다. [14]
또한 탄소를 이용해 산화아연을 환원한 후, 일산화탄소 대기 중 금속성 아연을 증류하는 여러 화예금 공정도 있습니다. 여기에는 벨기에식 수평 토토르트 공정, 뉴저지 아연 연속 수직 토토르트 공정, 세인트 조셉 리드 컴퍼니의 전기열 공정이 포함됩니다. 벨기에 공정은 납, 카드뮴, 철, 구리, 비소의 불순물을 제거하기 위해 재증류가 필요합니다. 뉴저지 공정은 벨기에 공정에는 없는 분획 컬럼을 사용하여 개별 불순물을 분리하여 부산물로 판매할 수 있게 합니다. 세인트 조셉 리드 컴퍼니 공정은 석탄이나 가스 화재 대신 전류를 흐려 산화아연/코크스 혼합물을 가열합니다. [14]
또 다른 화예금 공정은 플래시 제련입니다. 그 후 산화아연이 얻어지며, 보통 수중제금 공정보다 품질이 낮은 아연을 생산합니다. 산화아연 처리는 응용 범위가 훨씬 적지만, 고등급 광상에서는 수소제금을 이용해 아연 산화물과 탄산아연으로부터 아연을 생산하는 데 성공한 사례가 있습니다.
합금가장 널리 사용되는 아연 합금은 황동으로, 구리는 황동 종류에 따라 9%에서 45% 아연과 훨씬 적은 양의 납과 주석으로 합금됩니다. 85–88% 아연, 4–10% 구리, 2–8% 알루미늄 합금은 특정 기계 베어링에서 제한적으로 사용됩니다. 주로 아연으로 이루어진 합금에 소량의 구리, 알루미늄, 마그네슘이 포함되어 다이캐스팅에 유용합니다. 예를 들어 아연 알루미늄이 있습니다. 소량의 납을 첨가한 유사한 합금은 냉간 압연하여 판 형태로 만들 수 있습니다. 96% 아연과 4% 알루미늄의 합금은 철금속 다이가 너무 비싼 저생산 용도를 위한 스탬핑 금형을 만드는 데 사용됩니다. [14]
화합물참고: 아연 화합물산화아연은 아마도 가장 잘 알려지고 널리 사용되는 아연 화합물로, 페인트의 흰색 안료의 좋은 기초 역할을 합니다. 또한 고무 산업에서도 산업적으로 사용되며, 불투명 선크림으로도 판매됩니다. 산업적으로도 사용되는 다양한 아연 화합물로는 염화 아연(데오도란트용), 아연 피리티온(비듬 방지 샴푸), 황화 아연(발광 페인트용), 그리고 유기농 실험실에서 아연 메틸 또는 아연 디에틸 등이 있습니다. 아연 생산량의 약 4분의 1이 아연 화합물 형태로 소비됩니다.
동위 원소주요 문서: 아연의 동위원소
자연적으로 존재하는 아연은 5가지 안정 동위원소인 64, 66Zn, 67Zn, 68Zn, 70Zn으로 구성되며, 64Zn이 가장 풍부합니다(자연 풍부도 48.6%). 21종의 방사성 동위원소가 특징지어졌으며, 가장 풍부하고 안정적인 것은 반감기가 244.26일인 65Zn과 반감기가 46.5시간인 72Zn입니다. 남아 있는 모든 방사성 동위원소의 반감기는 14시간 미만이며, 대부분은 반감기가 1초 미만입니다. 이 원소는 또한 4가지 메타 상태를 가지고 있습니다.
아연은 핵무기의 '염 제거' 재료로 제안되어 왔습니다(코발트도 더 잘 알려진 염 첨가 재료입니다). 동위원소 농축된 64Zn 재킷은 폭발하는 열핵무기에서 나오는 강렬한 고에너지 중성자 플럭스에 의해 방사능 동위원소 Zn-65로 변환되어 반감기가 244일로 약 2.27 MeV의 감마선을 발생시켜 무기 낙진의 방사능을 며칠간 크게 증가시켰다. 이러한 무기는 실제로 제작되거나 시험되거나 사용된 것으로 알려져 있지 않습니다.
예방 조치금속 아연은 독성이 없다고 여겨지지만, 용액 내 자유 아연 이온(구리 이온이나 철 이온과 같은)은 매우 독성이 강합니다. 아연 흔들기 또는 아연 고침(금속 연기 열병 참조)이라는 상태도 있는데, 이는 아연도금 재료 용접 중 형성된 산화아연을 흡입하여 유발될 수 있습니다. 아연의 과도한 섭취는 다른 식이 미네랄의 결핍을 촉진할 수 있습니다.
참조

• 로스앨러모스 국립연구소 - 아연
• WebElements.com – 아연

1. ^ 리스 젠킨스, '영국의 아연 산업: 1850년까지의 초기 시기', 뉴커먼 소사이어티 회보 25 (1945-7), 41-52쪽.
2. ^ 일반적인 측정 기준에 따른 선택된 식품의 아연 함량(pdf). USDA 국가 영양소 데이터베이스 표준 참조, 릴리스 20. 미국 농 무부. 2007-12-06에 확인함.
3. ^ 노화 관련 안과 질환 연구 그룹. www.pubmed.gov. 2007-11-13에 확인함.
4. ^ 아연 영향 식습관의 신경생물학. 2007-07-19에 확인함.
5. ^ Muyssen 외, (Aquat Toxicol. 2006)
6. ^ 보스웰과 메어, 소아과 2003
7. ^ Stowe CM, Nelson R, Werdin R 외: 개의 인화아연 중독. 자브마 173:270, 1978년
8. ^ 예를 들어, 흔한 앵무새 질병과 그 원인 목록을 참고하세요.
9. ^ GJ Fosmire의 아연 독성, American Journal of Clinical Nutrition.
10. ^ 아이데미르, T, B.; 블랜차드, R.K.; 커즌스, R.J (2006). "젊은 남성의 아연 보충은 백혈구 집단에서 메탈로티오네인, 아연 수송체, 사이토카인 유전자 발현을 변화시킴". PNS 103 (3): 1699-1704.
11. ^ 발코, M; 모리스, H.; 크로닌, MTD (2005). "금속, 독성 및 산화 스트레스". 최신 의약 화학 (12): 1161-1208.
12. ^ 고드프리 JC, 고드프리 NJ, 노빅 SG. (1996). "감기 치료용 아연: 1984년 이후 모든 임상시험 검토." PMID 8942045.
13. ^ 뉴 사이언티스트, 2007년 5월 26일.
14. ^ a b c d 사맨스, 칼 H.: 공학 금속과 그 합금 맥밀란 1949

분류: 화학 원소 | 식이 미네랄 | 환원 제자 | 아연

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