Inventions That Changed the World

'ทองแดง' ธาตุที่อาจช่วยกอบกู้โลกจากไวรัส 

Quick Facts

นักวิทยาศาสตร์ถอดรหัสการทำลายเชื้อไวรัสของทองแดง โลหะที่อยู่คู่กับอารยธรรมมนุษย์มานานนับพันๆ ปี และอาจเป็นความหวังของเราในการต่อสู้กับเชื้อโรคร้ายที่กำลังแพร่ระบาดอยู่ในเวลานี้ก็เป็นได้ 
นับตั้งแต่ช่วงแรกที่มีการระบาดของเชื้อไวรัสโคโรนา (โรคโควิด-19) ความสนใจในการทำลายเชื้อดังกล่าวด้วยวิธีธรรมชาติมุ่งไปที่งานวิจัยหลายชิ้นในรอบ 40 ปีที่ผ่านมา ซึ่งพบว่าทองแดงสามารถฆ่าเชื้อโรคได้ โดยเฉพาะในประเด็นที่ว่าเชื้อไวรัสโคโรนาชีวิตอยู่บนพื้นผิวทองแดงได้เพียงไม่กี่นาทีในสภาพอากาศร้อน แต่หากเป็นวัสดุอื่นอย่างแก้วหรือสแตนเลส เชื้อโรคชนิดนี้ยังคงมีชีวิตและทำให้เกิดการติดเชื้ออยู่ได้นานถึง 5 วัน 
 
ขณะเดียวกันก็มีงานวิจัยจำนวนหนึ่งที่ศึกษาภูมิปัญญาโบราณ เช่น เอกสารปาปิรุสของอียิปต์โบราณหลายชิ้นระบุว่าแพทย์อียิปต์เมื่อราว 1,700 ปีก่อนคริสต์ศักราชอ้างอิงข้อมูลย้อนกลับไปถึงปี 3,200 ก่อนคริสต์ศักราชที่ระบุว่า ทองแดงสามารถฆ่าเชื้อโรคที่ทำให้เกิดโรคภัยไข้เจ็บต่างๆ ได้  เป็นต้น  
 
วันนี้เรามีเรื่องราวของทองแดงซึ่งเป็นโลหะสำคัญที่มนุษย์ค้นพบและนำมาใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆ มานานแล้ว รวมถึงข้อสังเกตเกี่ยวกับภูมิปัญญาโบราณที่อาจนำเราไปพบกับการใช้ทองแดงกำจัดเชื้อโวรัสโคโรนาที่กำลังคุกคามอยู่ขณะนี้ก็เป็นได้ 
 
ยุคทองแดงและยุคสัมฤทธิ์  

ทองแดงเป็นหนึ่งในโลหะชนิดแรกๆ ที่มนุษย์ค้นพบและนำมาใช้ประโยชน์ไม่น้อยกว่า 10,000 ปี ทั้งยังมีหลักฐานว่า มนุษย์สามารถสกัดทองแดงบริสุทธิ์ได้มาตั้งแต่ประมาณ 5000 ปีก่อนคริสตกาล 
 
จากการศึกษาหลักฐานทั้งเครื่องมือเครื่องใช้ ตลอดจนเครื่องประดับจำนวนมากที่มีอายุย้อนไปได้ถึงราว 9,000 ปีก่อนคริสต์ศักราช นักโบราณคดีเชื่อว่า ชาวเมโสโปเตเมีย เมื่อราว 5,000 – 6,000 ปีก่อน เป็นมนุษย์กลุ่มแรกที่ใช้ประโยชน์จากทองแดงได้อย่างเต็มที่ ทั้งนี้ มีหลักฐานว่าแหล่งอารยธรรมโบราณแต่ละแห่งมีพัฒนาการในการผลิตและใช้ทองแดงในช่วงเวลาต่างๆ กัน คือ อียิปต์เริ่มใช้เมื่อราว 3,500 ปีก่อนคริสต์ศักราช จีนเริ่มใช้เมื่อราว 2,800 ปีก่อน ส่วนแอฟริกาตะวันตกและอเมริกากลางรู้จักใช้ทองแดงเมื่อราว ค.ศ. 900 และ ค.ศ. 600 ตามลำดับ  
หัวขวานเมโสโปเตเมีย ทำจากทองแดงผสมสารหนู กำหนดอายุยาว 2,100 ปีก่อนคริสต์ศักราช 
(ที่มาของภาพ https://www.christies.com/lotfinder/Lot/a-mesopotamian-arsenical-copper-axe-head-circa-5509050-details.aspx)  
 
หัวขวานทองแดงค้นพบที่ฮังการี กำหนดอายุราว 3,500-2700 ปีก่อนคริสต์ศักราช (ที่มาของภาพ https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f6/Copper_age_middle_3500-2700BC_copper_ax_IMG_0935.jpg/1274px-Copper_age_middle_3500-2700BC_copper_ax_IMG_0935.jpg)  
 
แต่เพราะทองแดงบริสุทธิ์ไม่แข็งและเหนียวพอจะนำไปทำเป็นอาวุธและเครื่องมือต่างๆ ได้ ทำให้ในเวลาต่อมา (ประมาณปี 3,500 – 2,500 ก่อนคริสต์ศักราช) ชาวเมโสโปเตเมียก็ค้นพบสัมฤทธิ์ (bronze) ซึ่งโลหะผสมระหว่างทองแดงกับดีบุก (และโลหะอื่นๆ เช่น เหล็ก ตะกั่ว พลวง สารหนู เป็นต้น) ที่ไม่เพียงแข็งกว่าหินและทองแดงเท่านั้น หากแต่ยังขึ้นรูปด้วยการตีและการหล่อได้ดีกว่า นักวิชาการเรียกช่วงเวลาที่สัมฤทธิ์เข้ามาแทนที่ทองแดงว่า ยุคสัมฤทธิ์ (Bronze Age) และเรียกช่วงเวลาประมาณ 5,000 ปีก่อนคริสต์ศักราชซึ่งมีการใช้ทองแดงอย่างแพร่หลายว่ายุคทองแดง (Copper Age) 
 
การที่มนุษย์พัฒนาการถลุงและสกัดทองแดงออกจากสิ่งเจือปนหรือกากแร่ได้อย่างมีประสิทธิภาพเมื่อราว 3,000 ปีก่อนคริสต์ศักราช ทำให้เกิดการใช้ทองแดงและโลหะผสมทองแดงอย่างกว้างขวาง ทะเลสาบวาน (Van) ในประเทศอาร์เมเนียปัจจุบันเป็นแหล่งแร่ทองแดงที่ช่างโลหะเมโสโปเตเมียนำไปทำเป็นเครื่องมือเครื่องใช้ต่างๆ อาทิ หม้อ ถาด กะทะและภาชนะบรรจุน้ำ ส่วนสิ่ว ฉมวก ลูกธนูและหัวหอกที่ทำจากสัมฤทธิ์และโลหะผสมทองแดงอื่นๆ กำหนดอายุได้ราว 3,000 ปีก่อนคริสต์ศักราช 
 
ทองแดงในอารยธรรมโบราณ

แม้จะยังไม่พบหลักฐานที่แสดงการแลกเปลี่ยนความรู้โดยตรงระหว่างอารยธรรมทั้งสองแหล่ง ชาวอียิปต์โบราณก็ได้พัฒนาการใช้ทองแดงในเวลาใกล้เคียงกับเมโสโปเตเมีย ตัวอย่างที่เห็นได้ถึงความก้าวหน้าในการใช้ทองแดงคือ ท่อส่งน้ำทองแดงในวิหารที่เมืองอาบูเซอร์ (Abusir) ของฟาโรห์ซาฮูเร (Sahure) ฟาโรห์พระองค์ที่ 2 ของราชวงศ์ที่ 5 กำหนดอายุได้ราวปี 2750 ก่อนคริสต์ศักราช ขึ้นรูปจากแผ่นทองแดงมีเส้นผ่าศูนย์กลางเกือบ 7.5 เซนติเมตรและยาวเกือบ 100 เมตร นอกจากนี้ ชาวอียิปต์ยังใช้ทองแดงและสัมฤทธิ์ทำข้าวของเครื่องใช้ต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นมีดโกน คันฉ่อง ตาชั่ง และตุ้มน้ำหนัก ตลอดจนอุปกรณ์ในชีวิตประจำวันอีกหลายชนิด ขณะเดียวกันในอักษรเฮียโรกลิฟฟิก มักปรากฏเครื่องหมายอังก์ (ankh) ซึ่งหมายถึงชีวิตอมตะและนำมาใช้ในความหมายของโลหะทองแดง อีกด้วย 


 
คันฉ่องสัมฤทธิ์อียิปต์โบราณ 
(ที่มาของภาพ https://phoenixancientart.com/wp-content/uploads/2017/09/800/SC18886.jpg)  
 
ขณะเดียวกันทองแดงและสัมฤทธิ์ก็เป็นที่นิยมแพร่หลายในภูมิภาคตะวันออกใกล้ รวมถึงดินแดนที่เป็นประเทศอาเซอร์ไบจาน กรีซ อิหร่านและตุรกีในปัจจุบัน 
 
จีนเป็นแหล่งผลิตสัมฤทธิ์ที่สำคัญมากแห่งหนึ่งของโลกเมื่อราว 2,000 ปีก่อนคริสต์ศักราช ปัจจุบันเราพบหลักฐานการถลุงและหล่อสัมฤทธิ์ได้ทั่วไปในมณฑลเหอหนานและซานซี ขณะที่มีหลักฐานลายลักษณ์อักษรจากวรรณคดีโบราณที่แสดงให้เห็นว่าความรู้ด้านโลหวิทยาของจีนก้าวหน้ามากซึ่งเห็นได้จากการศึกษาค้นคว้าและอภิปรายถึงสัดส่วนทองแดงและดีบุกในโลหะผสมที่มีคุณภาพระดับ (grade) ต่างๆ เพื่อการใช้งานที่แตกต่างกัน เช่น หม้อ ระฆัง ขวาน หอก ดาบ ลูกธนู คันฉ่อง เป็นต้น 
 
เครื่องใช้สัมฤทธิ์จีนโบราณ 
(ที่มาของภาพ https://brewminate.com/wp-content/uploads/2018/10/102718-36-Ancient-China-Metal-Mettalurgy-Weapon-Warfare.jpg)  
 
 
ถอดรหัสมหัศจรรย์ 

ทองแดงมีบทบาทอย่างมากในด้านสาธารณสุขมานานแล้ว แพทย์จีนโบราณใช้เหรียญทองแดงในการรักษาอาการปวดท้อง หัวใจและกระเพาะปัสสาวะ กะลาสีชาวฟินิเชียนใส่ผงที่ตะไบจากดาบสัมฤทธิ์ลงบนแผลเพื่อป้องกันการอักเสบ ขณะเดียวกันภูมิปัญญาที่ว่าการใช้ภาชนะที่ทำจากทองแดงนอกจากจะทำให้เก็บอาหารได้นานขึ้นโดยไม่บูดเสียง่ายแล้ว การดื่มน้ำจากภาชนะที่ทำด้วยทองแดงเป็นประจำช่วยป้องกันอหิวาตกโรคได้ก็เป็นสิ่งที่แม่บ้านแม่เรือนสืบทอดกันมาจากรุ่นสู่รุ่น  
 
นักวิทยาศาสตร์พยายาม 'ถอดรหัส' ภูมิปัญญาโบราณที่กล่าวถึงข้างต้น จนพบว่าทองแดงมีสมบัติทางเคมีเฉพาะตัวที่ทำให้เกิดปฏิกิริยาสามารถทำลายผนังเซลล์ของไวรัสได้ แม้ทองคำและเงินจะมีคุณสมบัติในการต้านเชื้อแบคทีเรีย แต่ทองแดงพิเศษกว่า เพราะอะตอมทองแดงมีอิเล็กตรอนอิสระในวงนอกสุดที่มีส่วนในปฏิกิริยารีด็อกซ์ (redox) หรือปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเพื่อลดปฏิกิริยาออกซิเดชัน ขณะที่ทองคำและเงินไม่มีอิเล็กตรอนอิสระจึงทำให้เกิดปฏิกิริยารีด็อกซ์เพียงเล็กน้อย 
 
ดังนั้น เมื่อเชื้อโรคเกาะลงบนพื้นผิวทองแดง ไอออน (ion) ซึ่งก็คืออะตอมหรือกลุ่มอะตอมทองแดงจะพุ่งเข้าทำลายเชื้อโรคเหมือนขีปนาวุธก็ไม่ผิด ไอออนจะขัดขวางการหายใจของเซลล์พร้อมกับเจาะเข้าไปทำลายลิพิด เมมเบรน (Lipid membrane) ของเชื้อโรคทำให้เชื้อโรคตายไปเองในที่สุด ทั้งยังป้องกันเชื้อกลายพันธุ์ที่ทำให้เกิดการดื้อยาได้อีกด้วย  
 
ภาพอธิบายการทำลายไวรัสที่เกาะบนพื้นผิวทองแดง 
(ที่มาของภาพ https://aem.asm.org/content/77/5/1541/figures-only)  
 
อย่างไรก็ตาม ปัจจุบันความนิยมใช้ทองแดงทำภาชนะหรือข้าวของเครื่องใช้ต่างๆ ลดลงมาก เหตุผลอย่างหนึ่งก็คือ ทองแดงที่ใช้ไปนานๆ จะเกิดเป็น 'สนิม' สีเขียวหรือสีเขียวอมน้ำเงินที่ดูแล้วไม่สวยงาม (แม้จะมีคุณสมบัติในการป้องกันไวรัสและแบคทีเรียได้ดีเหมือนเดิมก็ตาม) ยิ่งเมื่อมีการค้นพบเหล็กกล้าไร้สนิม หรือสแตนเลสสตีล (stainless steel) ตั้งแต่กลางศตวรรษที่ 19 เป็นต้นมา ทองแดงก็ต้องเปิดทางให้กับสแตนเลสที่สวยงาม ทนทานทำความสะอาดง่ายและเกิดสนิมได้ยากกว่า นั่นเอง 
 
ทองแดง : ผู้กู้วิกฤตโลก? 

การศึกษาอายุขัยของไวรัสโคโรนาสายพันธุ์ดั้งเดิมและสายพันธุ์ใหม่บนพื้นผิวต่างๆ เมื่อไม่นานมานี้ พบว่า ไวรัสโคโรนาสายพันธุ์ใหม่นี้สามารถมีชีวิตอยู่ในแต่ละพื้นผิวได้แตกต่างกัน เช่น มีอายุอยู่บนพลาสติก 72 ชั่วโมง สแตนเลส 48 ชั่วโมง กระดาษแข็ง 24 ชั่วโมง เป็นต้น ส่วนอายุของเชื้อโรคนี้บนพื้นผิวทองแดงคือ 4 ชั่วโมงในสภาพอากาศเย็นและอาจเหลือเพียงไม่กี่นาทีในสภาพอากาศร้อนแบบบ้านเรา ทำให้นักวิชาการสนใจวัสดุที่ทำจากทองแดงมากขึ้น มีการทดลองใช้ทองแดงเป็นวัสดุปิดผิวบนอุปกรณ์ต่าง ๆ ภายในห้องพักผู้ป่วยในโรงพยาบาล ซึ่งพบว่าทองแดงช่วยลดปริมาณแบคทีเรียสะสมได้ถึง 83% และมีอัตราการติดเชื้อของผู้ป่วยภายในโรงพยาบาลลดลง 58% เลยทีเดียว 
 
สถานการณ์การแพร่ระบาดของเชื้อโวรัสโคโรนาสายพันธุ์ใหม่ หรือโรคโควิด-19 ใน ปัจจุบัน กลายเป็นแรงผลักดันอย่างหนึ่งให้มีการเปลี่ยนแปลงในสถานที่สาธารณะหลายแห่ง เช่น จุดเติมน้ำดื่มภายในท่าอากาศยานแอตแลนตา สหรัฐฯ เริ่มเปลี่ยนแปลงอุปกรณ์สำหรับให้บริการคนจำนวนมากมาเป็นผิวทองแดง เป็นต้น จึงเป็นไปได้ว่า ในอนาคตเราอาจได้เห็นการนำทองแดงมาเป็นวัสดุปิดผิวต่าง ๆ ของอุปกรณ์ในพื้นที่สาธารณะเพิ่มเติมมากขึ้น เช่น ปุ่มกดลิฟต์ ราวบันได ลูกบิดประตู เพื่อลดการสะสมของเชื้อไวรัสและแบคทีเรีย รวมไปถึงลดการแพร่ระบาดของเชื้อโรคผ่านการสัมผัสสิ่งของร่วมกันก็เป็นได้ 
 
เครื่องครัวทองแดงอาจได้รับความนิยมมากขึ้นเนื่องจากคุณสมบัติในการฆ่าไวรัส 
(ที่มาของภาพ https://www.coppercookwareinfo.com/wp-content/uploads/2014/03/copper-cookware-1.jpg)  
 
แต่ที่สำคัญต้องไม่ลืมว่าถึงทองแดงจะมีคุณสมบัติดีเพียงใด ก็เป็นเพียงช่วยลดการสะสมของเชื้อไวรัสเบื้องต้นเท่านั้น เราจึงไม่ควรฝากความหวังทั้งหมดไว้กับทองแดง เพราะที่สุดแล้วไวรัสยังต้องอาศัยร่างกายมนุษย์ในการดำรงชีพและขยายอาณาจักรของมัน  
 
ดังนั้น การดูแลตนเอง ป้องกันตนเองจากการรับเชื้อ ไม่เข้าไปในจุดที่มีความเสี่ยง รับการตรวจและรักษาแต่เนิ่นๆ เมื่อมีอาการ จึงเป็นสิ่งจำเป็นอันดับต้นๆ ที่ต้องใส่ใจให้ความสำคัญ ควบคู่ไปกับการใช้ธาตุโบราณอย่างทองแดง เช่นนี้จึงจะถือว่าเป็นหนทางในการรับมือกับเชื้อไวรัสนี้อย่างยั่งยืน 
 
และเป็นความหวังของการอยู่รอดในยุคสมัยของเราอย่างแท้จริง... 
 
 
เรื่อง : ชัยจักร ทวยุทธานนท์ 
ภาพประกอบ : เพ็ญนภา บุปผาเจริญสุข

อ้างอิง
 
https://www.bbc.com/future/article/20200317-covid-19-how-long-does-the-coronavirus-last-on-surfaces 
https://www.smithsonianmag.com/science-nature/copper-virus-kill-180974655/?utm_source=facebook.com&utm_medium=socialmedia&fbclid=IwAR2AJL5NRCrMxotTpliYoWbAS7-KzJUCd244Z356z2fI3XBeU_fDlU6egzQ 
https://www.thoughtco.com/copper-history-pt-i-2340112 
https://www.bangkokbiznews.com/news/detail/874773 
https://web.tcdc.or.th/th/Articles/Detail/Copper-Destroys-Viruses  
https://news.thaipbs.or.th/content/288656  
https://www.insider.com/does-copper-kill-germs-and-viruses  

\\\\\\\\\\\