تاريخ أعواد الثقاب من الفوسفور الأبيض الخطير إلى اختراع الكبريت الآمن

هل تأملت يومًا ذلك العود الخشبي الصغير الذي يمنحك شعلة فورية بلمسة واحدة؟ هل تساءلت عن تاريخ أعواد الكبريت هذا المنتج الذي نستخدمه يوميًّا؟ هذه الأعواد الصغيرة المنتشرة في كل مكان التي استطاع بها الإنسان إشعال النار دون مجهود يذكر أو تكلفة كبيرة تُعَدُّ خطوةً مذهلةً في تاريخ الإنسانية مع النار، وصلت إلينا بعد قصة طويلةٍ مملوءة بالمحاولات والاكتشافات، وأيضًا بالحوادث والمآسي والضحايا التي كانت ثمنًا لتطور أعواد الثقاب، فلا يقتصر تاريخ أعواد الثقاب على قصة اختراع فحسب، بل هو ملحمة تاريخية علمية واجتماعية مملوءة بالتجارب الخطرة والتحولات الكبرى نحو الأمان.

في هذا المقال، نغوص في عمق التاريخ لنستكشف قصة أعواد الثقاب، وكيف تحولت هذه الأعواد من تجارب خطرة في المختبرات إلى منتج آمن لا غنى عنه في كل منزل؟ مستعرضين الثمن الباهظ الذي دفعه العمال والمخترعون وأهم المحطات التي مرت بها من اكتشافاتٍ مهمةٍ وأخطارٍ جسيمةٍ للوصول إلى الكبريت الآمن الذي نعرفه اليوم.

كيف يشتعل عود الثقاب؟

على الرغم من انتشار أعواد الثقاب أو كما نطلق عليها أعواد الكبريت وسهولةِ استخدامها للصغار والكبار، فإن كَثيرًا من الناس لا يعلم كيف تعمل أعواد الثقاب وأنها تحتاج إلى تفاعلٍ كيميائيٍّ دقيق يعتمد على تحويل الطاقة الحركية إلى حرارة، وهذا ما يحدث عند احتكاك رأس عود الثقاب بسطح العلبة أو القدح لتفعيل آلية اشتعال عود الثقاب.

في عود الثقاب الآمن يتكوَّن رأس عود الكبريت من خليطٍ من مسحوق الزجاج ومادة الكبريت، ويُضاف إليها عامل مؤكسد غالبًا ما يكون كلورات البوتاسيوم، في حين يتكوَّن سطح العلبة أو القدح الخشن من مسحوق الزجاج والفوسفور الأحمر والرمل.

وعند شحذ رأس عود الثقاب بسطح العلبة أو القدح، يحدث الاحتكاك الذي يولِّد حرارة تعمل بدورها على تحويل كميةٍ صغيرةٍ من الفوسفور الأحمر إلى فوسفورٍ أبيض يشتعل في الهواء بسرعةٍ بسبب وجود العامل المؤكسد الذي غالبًا ما يكون غازَ الأكسجين، وفقًا للجمعية الملكية للكيمياء (RSC)، فإن هذه الحرارة الأولية هي الشرارة التي تبدأ التفاعل الرئيس لاشتعال الرأس.

وهكذا فإن الحرارة المتولِّدة من الاحتكاك تباشر بالتفاعل الكيميائي الذي يتسبَّب في اشتعال الكبريت على شكل لهبٍ يظلُّ مشتعلًا مدةٍ بسبب انتقاله إلى العود الخشبي الذي يكون عادة مطلياً بمادة البارافين لتسهيل انتقال النار إليه.

وفي أنواعٍ أخرى من الثقاب تُعرف بـ(Strike-anywhere matches)، يُستخدم مبدأ الاشتعال نفسه، لكن يُضاف الفوسفور إلى رأس عود الثقاب بدلًا من إضافته إلى سطح الصندوق، وبذلك يمكن إشعال عود الثقاب عند احتكاكه بأي جسمٍ خشن وليس بالعلبة المخصَّصة فقط.

يُطلَق على عود الثقاب الذي يحتاج إلى العلبة أو القدح اسم عود الثقاب الآمن، في حين أن العود الآخر يُسمى العادي أو غير الآمن. ويمكن التفريق بينهما من لون رأس عود الثقاب: ففي العود العادي يَظْهَر لونان يمثلان العامل المؤكسد والفوسفور، أما عود الثقاب الآمن فَرأسه ذو لونٍ واحدٍ ويمكن التعرف عليه بسهولة.

اختراع أعواد الثقاب.. من اخترع الكبريت؟

على مدار الزمان كانت هناك محاولاتٌ عدةٌ لاكتشاف طريقةٍ سهلةٍ لإشعال النار بسرعةٍ وأمان. وكانت هناك تجارب لكثيرٍ من الكيميائيين والعلماء والمخترعين عبر العصور، حتى ظهرت تقنياتٌ مبكِّرةٌ في الصين باستخدام الكبريت لإشعال النار وذلك نحو عام 577 ميلادية وفقاً لبعض المصادر التاريخية، لكنهم لم يكونوا يعرفون مبدأ الاحتكاك والفوسفور تمامًا، إذ كانوا يستخدمون عصيًّا خشبيةً من خشبِ الصنوبر لإشعال الكبريت والحصول على لهب.

في النصف الثاني من القرن السابع عشر، جرت محاولاتٌ وتجاربٌ في أوروبا على يدٍ من الكيميائيين والمهندسين، من بينهم من يُنسب إليه اكتشاف الفوسفور مثل هينيج براند (Hennig Brand)، حتى توصل بعض المخترعين إلى أول أشكال أعواد الثقاب.

في عام 1805 نجح بعض المخترعين أبرزهم الفرنسي جان شانسيل (Jean Chancel) في صنع أشكالٍ أوليةٍ من أعواد الثقاب التي كان رأسها مكوَّنًا من مزيجٍ من مركباتٍ كيميائيةٍ كانت تُنقَع في موادٍ مؤكسدةٍ أو حتى أحماضٍ خطيرةٍ كحمض الكبريتيك (Sulfuric Acid) لإشعالها، فكانت الفكرة خطيرةً وغير عمليةٍ في بداياتها.

لاحقًا، قدَّم المخترع الإنجليزي جون ووكر نسخًا تجاريةً لأعوادٍ تُشبه الثقاب الحديث من ناحية الطول والطريقة، فخلط في تركيب رأسها الكبريتيد تحديدًا كبريتيد الأنتيمون (Antimony Sulfide) وكلورات البوتاس والصمغ، وكان يُشعل بعضها بالاحتكاك على ورقٍ خشنٍ، لكنها كانت تُصدر شراراتٍ خطرةً ورائحة كريهة، ما جعل استخدامها محفوفًا بالمخاطر في بداياتها. وبذلك، يُعد جون ووكر أول من أنتج وشوَّق أعواد الثقاب تجاريًّا عام 1827.

وعلى الرغم من انتشار بعض هذه الابتكارات؛ فإن خطورتها دفعت حكوماتٍ إلى حظرها في مناطقٍ متعددةٍ لحين تطوير تركيباتٍ أكثر أمانًا. وطوَّر مخترعون لاحقون التصميمات والتركيبات لتصبح أعواد الثقاب أقلَّ خطورةً، ثم ظهر في أوائل القرن التاسع عشر تركيبٌ يعتمد على الفوسفور الأبيض في بعض التجارب على يد الفرنسي شارل سوريا (Charles Sauria) عام 1830، وما تلاه من تحسيناتٍ تقنيةٍ أدت في النهاية إلى أشكالٍ أكثر أمانًا من أعواد الثقاب.

مأساة مصانع الكبريت

بدأت تظهر مآسي الاختراع الجديد الذي بدأ الناس يتهافتون عليه في كلِّ مكانٍ في أوروبا، بحالاتٍ وتشوهاتٍ مرضيةٍ ظهرت بكثافةٍ على جميع العاملين في مصانع أعواد الكبريت التي كانت تستخدم الفوسفور الأبيض السام الذي يؤدي بدوره إلى مرض النخر «تحلُّلِ عظامِ الفك» المعروف طبياً باسم (Phossy jaw).

ووفقًا لمجلة الكيمياء الصناعية، يُعد الفوسفور الأبيض مادة شديدة السمية والاشتعال، وهو ما جعل الحكومة الأمريكية تفرض ضرائب كبيرة على عملية صناعة وبيع أعواد الثقاب الفوسفورية، بغرض الحدِّ من إنتاجها واستخدامها.

وعلى الرغم من المحاولات المتعددة لصناعة أعواد ثقابٍ من مركباتٍ أخرى، واستخدام الورق المقوَّى أو الشمع، فإن صناعة أعواد الثقاب من الفوسفور الأبيض لرخص ثمنه وسهولة اشتعاله ظلت منتشرةً في أوروبا.

وأُنشِئت مصانع عدة كبرى لتغطية الطلب المتزايد بمزيدٍ من الإنتاج، على الرغم من التحذيرات الكبيرة من استخدام تلك الأعواد التي تعتمد على الفوسفور الأبيض، وتؤدي إلى مرض النخر شديد الخطر.

وفي أواخر القرن التاسع عشر، انتشر في شرق لندن عددٌ من الشركات والمصانع التي تنافست في إنتاج أعواد الكبريت، وضمت أعدادًا كبيرةً من العمال من أعمارٍ مختلفة، كان معظمهم من النساء اللواتي عملن في ظروفٍ قاسيةٍ مقابل أجورٍ زهيدة، وفي بيئةٍ خطرةٍ وصعبة.

ومن بين هذه المصانع التي تنافست على تلبية حاجة السوق من أعواد الكبريت، كان مصنع «برايت أند ماي» الشهير الذي أصبح بعد وقتٍ قصيرٍ أحد أهم المصانع في السوق. وقد بلغ عدد عماله أكثر من 2000 عاملٍ، يُمثِّلون نصف عمالة أعواد الكبريت في لندن، وكانت أعمار معظمهم تتراوح بين 14 و18 سنة، يعملون من السادسة صباحًا حتى السادسة مساءً مقابل عشرة سنتاتٍ في الساعة الواحدة.

كلُّ هذه الظروف القاسية لم تكن هي الخطر الأكبر على العمال الذين كان معظمهم من الفتيات الصغيرات، بل كان الخطر الحقيقي يكمن في استنشاق الفوسفور ودخانه، وهو ما أدى إلى مأساةٍ رهيبةٍ تمثلت في تشوهاتٍ كبيرةٍ وتساقطِ أسنانِ العمال وانتشارِ القروحِ في أفواههم، وخضوعِ عددٍ كبيرٍ منهم لعملياتٍ جراحيةٍ لاستئصال الأجزاء المتقرِّحة والمتعفِّنة من الفكين.

وبذلك أصبح كثيرٌ منهم مشوَّهين مدى الحياة، كما قضى الفوسفور على أرواح العديد منهم. وتزايدت حالات الإصابة بسرطان الجلد والفشل الكلوي، وفقد بعضهم حاسة البصر، في مأساةٍ لا تفيها الكلمات حقها، ولمصلحة أصحاب المصانع الذين لم يهتموا سوى بتحقيق مزيد من الأرباح والمنافسة في سوق أعواد الكبريت.

وعلى الرغم من أن دولًا عدة حرَّمَتْ استخدام الفوسفور في صناعة أعواد الثقاب، وعلى رأسها الدنمارك، فإن بريطانيا تجاهلت تلك المخاطر بسبب ضغط الشركات وأصحاب الأعمال، حتى وصل الأمر إلى قيام العمال بمظاهراتٍ واعتصاماتٍ كبرى، من بينها اعتصام العاملات في مصنع «برايت أند ماي» عام 1888 الذي عُرف تاريخيًّا بـ(Matchgirls' strike) وانضم إليه عددٌ من الناشطين، من بينهم الناشطة آني بيسانت التي أطلقت على القضية اسم «العبودية البيضاء».

وعلى الرغم من نجاح الاعتصامات والتظاهرات في الحصول على بعض التنازلات من أصحاب المصانع لمصلحة العمال، من ناحية تحسين الأجور وتقليل ساعات العمل، فإن بريطانيا استمرت، ومعها كثيرٌ من الدول الأوروبية، في استخدام الفوسفور في عملية إنتاج أعواد الثقاب حتى تم التخلِّي تمامًا عن استخدام هذه المادة في بدايات القرن العشرين.

اكتشاف أعواد الثقاب الآمنة

كان شارل سوريا من استطاع إنشاء ذلك المزيج الثابت لأعواد الثقاب الذي استخدم فيه الفوسفور الأبيض وتسبب في كوارث كبيرةٍ مع انتشار استخدام أعواد الثقاب في كل مكانٍ بأوروبا. لكنه لم يتمكن من الحصول على براءة اختراعٍ لأعواد الكبريت، وتُوفِّي عام 1895 في فرنسا محاطًا بالديون، على الرغم من أن اختراعه كان يملأ العالم. وقد بلغ حجم إنتاج أعواد الثقاب المصنوعة من الفوسفور الأبيض نحو 3 تريليونات عود سنويًّا في أواخر القرن التاسع عشر.

وفي عام 1906، وَقَّعَتْ معظم الدول الأوروبية على اتفاقية برن الدولية التي منعت استخدام أعواد الثقاب المصنوعة من الفوسفور الأبيض على نطاقٍ دوليٍّ بسبب خطورتها وآثارها الشديدة على صحة العمال وسلامة المستهلكين.

هل أعواد الكبريت سامة؟

هذا يتوقف على المادة الداخلة في تركيبها؛ فإذا كانت تحتوي الفوسفور الأبيض فهي شديدة السمية، وهو ما احترمته معظم الدول والحكومات بحظرها، على الرغم من أن إنتاج أعواد الثقاب من الفوسفور الأبيض استمر مدةٍ قصيرةٍ بعد ذلك في بعض الدول غير الموقعة على الاتفاقية.

أما المحطة الأهم في تاريخ صناعة أعواد الكبريت فكانت عندما اكتشف الكيميائي الشاب جوستاف إريك باش إمكانية صناعة أعواد الثقاب من الفوسفور الأحمر بدلًا من الفوسفور الأبيض. وقد حصل على براءة الاختراع الجديدة، وبدأ أيضًا في إنتاج أعواد الثقاب في السويد على نطاقٍ محدود، لكنه لم يكن يملك المال أو القدرة على استغلال ذلك الاختراع على نطاقٍ تجاريٍّ واسع.

وبعد سنواتٍ من ذلك الاكتشاف الرائع، استغلَّ رجل الصناعة والمخترع السويدي جون إدفارد لوندستروم اكتشاف جوستاف إريك باش والحصول على تصاميمه لإنشاء خط إنتاجٍ كبيرٍ لأعواد الثقاب الآمنة المصنوعة من الفوسفور الأحمر. وبدأ بتحقيق نجاحٍ واسعٍ داخل أوروبا، ثم أصبح ذا شهرةٍ عالمية، إذ استُخدِمَت أعواد الثقاب الجديدة في كل مكانٍ في العالم. وبهذا، يُعد لوندستروم هو الأب التجاري لأعواد الثقاب الآمنة التي نستخدمها اليوم.

ولم تتوقف صناعة أعواد الثقاب عن التطور منذ ذلك الحين، وأُنتِج عدد من الأنواع ذات الخصائص المختلفة. حتى إنَّه في الحرب العالمية الثانية، صُنِعت أعواد ثقابٍ مقاومةٍ للماء يمكن استخدامها وسط الأمطار، كما أُنتِجت أعوادٌ قابلةٌ للاستخدام حتى بعد نقعها في الماء مدة ثماني ساعات، إذ كان العود مطليًّا بمادةٍ مقاومةٍ للماء والحرارة، ورغم ذلك كان يشتعل عند الاحتكاك.

تراجع أعواد الكبريت في السنوات الأخيرة

على الرغم من هذه الرحلة الطويلة التي خاضها عود الكبريت ليصل إلى مرحلةٍ من الأمان والفعالية في الاستخدام، فإن ظهور الولَّاعات أدى إلى تراجعٍ كبيرٍ في استخدام أعواد الثقاب، إذ تُعَدُّ الولَّاعات أكثر سهولةً في الاستخدام، ولا تحتاج إلى سطحٍ خشنٍ للاشتعال، إضافة إلى أنها تدوم أوقاتًا أطول وتوفر حرارةً أعلى ودخانًا أقل.

وعلى الرغم من أن أعواد الثقاب تُعَدُّ رخيصةَ الثمن وسهلةَ الحمل، فإنها ذات عمرٍ محدود، فلا تكفي العبوة إلا لعددٍ محددٍ من الاستخدامات، ثم إن توجد احتمالات عدة لفقدان الصلاحية نتيجة الرطوبة أو التعرض للمياه، إضافة إلى أن استخدامها يرتبط بوجود السطح الخشن اللازم للاشتعال.

وعلى هذا أصبحت صناعة أعواد الثقاب تعاني في السنوات الأخيرة، وتعرضت شركاتٌ عدةٌ للتراجع والإفلاس، في حين حاولت بعض الشركات تطوير الإنتاج والتكيُّف مع متطلبات السوق بالاتجاه إلى صناعة الشموع الملوَّنة وغيرها من المنتجات التي تُبقيها حاضرةً في السوق.

أمانٌ ووعيٌ يتخطى الخطر

في الختام، تظهر قصة اختراع أعواد الثقاب مسارًا معقدًا من الإبداع الإنساني، من محاولات مخترع أعواد الثقاب الأول جون ووكر إلى التطوير الذي قاده جون لوندستروم نحو الكبريت الآمن. لقد نجحت الصناعة في تجاوز مأساة الفوسفور الأبيض القاتل بفضل الوعي الاجتماعي والاتفاقيات الدولية. وعلى الرغم من تراجع استخدامها أمام الولاعات، تبقى أعواد الكبريت رمزًا للتطور الكيميائي ومثالًا على أن التقدم يجب أن يسير يدًا بيد مع الأمان والصحة العامة.

وفي النهاية، فإن طبيعة الأشياء أن تتقدَّم الاختراعات والاكتشافات الجديدة على حساب المنتجات القديمة. وقد نشهد في السنوات القادمة وسائلَ جديدةً تُنهي تمامًا وجود أعواد الثقاب والولَّاعات في رحلة الإنسان التاريخية لإشعال النار والحصول على لهبٍ آمن.

وفي ختام هذا المقال، الذي تضمن قصة أعواد الثقاب، نرجو أن نكون قد قدَّمنا لك المتعة والفائدة. ويسعدنا كثيرًا أن تشاركنا رأيك في التعليقات، وأن تسهم في نشر المقال على مواقع التواصل لتعمَّ الفائدة على الجميع.